گام به گام فصل 9 علوم هفتم
فعالیت صفحه 73 علوم هفتم
الف) چند درصد از مصرف انرژی کل جهان از سوخت‌های فسیلی تأمین شده است؟
پاسخ: سوخت‌های فسیلی شامل زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی هستند بنابراین :
%87= %24+%30+%33 = درصد سوخت‌های فسیلی
مجموع 87 درصد مصرف انرژی همه جهان می‌باشند.
ب) اگر مصرف سوخت‌های فسیلی با همین روند ادامه یابد، چه مشکلاتی ممکن است رخ دهد؟
پاسخ: به دلیل اینکه سوخت‌های فسیلی از منابع تجدید نشدنی هستند و تمام می‌شوند. همچنین با تولید گرما و کربن دی اکسید باعث آلودگی محیط زیست نیز می‌شوند.
پ) دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند که مصرف انرژی در جهان حدود 30 سال آینده دو برابر می‌شود؛ یعنی جهان در سال 2040 میلادی، تقریباً دو برابر امروز به انرژی نیاز دارد. به نظر شما بشر در آینده این انرژی را از چه منابعی می‌تواند تأمین کند؟
پاسخ: انرژی خورشیدی، باد، امواج دریا، زمین گرمایی، انرژی هیدروژنی و پیل سوختی، انرژی زیست گاز
ت) تحقیق کنید از میان نزدیک به 200 کشور در جهان در چه کشورهایی از سوخت‌های هسته‌ای برای تأمین انرژی استفاده می‌شود؟
پاسخ: ایالت متحده‌ی آمریکا، فرانسه، ژاپن، روسیه، برتانیا، کره جنوبی، کانادا، آلمان، هند، اوکراین، سوئد، چین، اسپانیا، بلژیک، تایلند، جمهوری چک، اسلونی، بلغارستان، فنلاند، مجارستان، برزیل، آفریقای جنوبی، رومانی، مکزیک، آرژانتین، پاکستان، لیتوانی، هلند، ایران، ارمنستان کشورهایی هستند که در حال حاضر از سوخت‌های هسته‌ای برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند.
فعالیت صفحه 74 علوم هفتم
شکل زیر مراحل تولید انرژی الکتریکی را از سوخت‌های فسیلی نشان می‌دهد. به کمک اعضای گروه خود گزارشی بنویسید که در آن چگونگی تبدیل انرژی ذخیره شده در سوخت‌های فسیلی به انرژی الکتریکی بیان شود. در این گزارش همچنین به برخی از مهم‌ترین معایب و مزایای سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی اشاره کنید.
پاسخ: همانند شکل، آب درون مخزن با دریافت گرما از سوخت فسیلی به صورت بخار پر فشار در می‌آید و این بخار توربین‌ها را می‌چرخاند. توربین به یک مولد وصل است. مولد با تولید انرژی الکتریکی آن را در اختیار خطوط انتقال انرژی قرار می‌دهد. بخار پس از عبور از توربین، در دستگاهی به نام چگالنده به آب تبدیل می‌شود و چرخه ادامه می‌یابد.
مزایای سوخت‌های فسیلی: 1- در دسترس هستند و به سادگی تهیه می‌شوند. 2- فراوان و ارزان می‌باشند.
معایب سوخت‌های فسیلی: 1- منابع آنها محدود است و پس از مصرف، جایگزین نمی‌شوند. 2-سوخت‌های فسیلی با تولید گازهای آلاینده، مانند کربن دی‌اکسید، موجب آلوده شدن هوا می‌شوند. 3- بازده نیروگاههای سوخت فسیلی کم است و بیشتر انرژی حاصل به صورت گرما و گازهای زائد به محیط منتقل می‌شود.
فعالیت صفحه 75 علوم هفتم
انتقال کلان، پایدار و ایمن نفت خام به پالایشگاه‌ها و همچنین انتقال فراورده‌های نفتی حاصل از آن به نقاط مختلف یکی از عوامل مهم در توسعه یک کشور شناخته می‌شود. در کشور ایران روزانه بیش از 330 میلیون لیتر مواد نفتی (شامل نفت خام و فراورده‌های آن) از طریق 14000 کیلومتر خطوط لوله زیرزمینی (به قطر 15 تا 90 سانتی‌متر) به نقاط مختلف انتقال می‌یابد.
الف) اگر قرار بود به جای انتقال این حجم زیاد از مواد نفتی توسط خطوط لوله، از تانکر هایی با ظرفیت 20000 لیتر استفاده می‌شد، در این صورت چه تعداد تانکر نیاز بود؟
پاسخ:
330000000÷20000=16500
ب) پاسخ قسمت الف را از نظر شد آمد (ترافیک) جاده‌ای و مخاطرات آن و همچنین مسائل زیست محیطی در گروه خود به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه کنید.
پاسخ: عبور روزانه این تعداد زیاد تانکر از مشاهده احتمال خطر و ایجاد ترافیک را افزایش داده و هم چنین تأثیر زیادی بر آلودگی هوا خواهد داشت.
پ) اگر بر اثر سهل‌انگاری آسیبی به خطوط لوله وارد شود، چه پیامدهایی می‌تواند داشته باشد؟
پاسخ: آسیب خطوط لوله‌های نفتی تأثیرات بسیار سوئی بر محیط زیست دارد که از آن جمله می‌توان به آلودگی آب‌ها و مسمومیت حیوانات اشاره کرد. هم چنین آسیب خطوط لوله ممکن است سبب بروز آتش سوزی و از بین رفتن گونه‌های گیاهی شود و در نهایت هدر رفتن مقادیر زیادی از منابع نفتی را در پی دارد.
فعالیت صفحه 76 علوم هفتم
الف) به کمک اعضای گروه خود در خصوص نقاط قوت و ضعف تولید انرژی الکتریکی از طریق نیروگاههای هسته‌ای تحقیق کنید و نتیجه را در کلاس درس به بحث بگذارید.
پاسخ: نقاط قوت سوخت‌های هسته‌ای:
1 با مقدار کمی از سوخت‌های هسته‌ای، می‌توان انرژی بسیار زیادی به دست آورد.
2 سوخت‌های هسته‌ای، گازهای آلوده کننده محیط زیست تولید نمی‌کنند.
3 سوخت‌های هسته‌ای، هوا را آلوده نمی‌کنند و به محیط زیست آسیب نمی‌زنند.
نقاط ضعف سوخت‌های هسته‌ای:
1 منابع این سوخت‌ها محدود است و پس از مدتی تمام می‌شوند.
2 فرآیند آماده سازی این سوخت‌ها کاری مشکل و پیچیده است.
3 سوخت‌های هسته‌ای پرتو زا و خطرناک هستند.
4 ایمنی و حفاظت از راکتورهای هسته‌ای، کاری حساس و بسیار پر هزینه است.
ب) بازده نیروگاههای سوخت فسیلی و هسته‌ای حدود 35 درصد است؛ یعنی این نیروگاه‌ها از هر 100 واحد انرژی ای که دریافت می‌کنند، تنها 35 واحد آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. با توجه به ضرورت استفاده بهینه از منابع انرژی به ویژه انرژی الکتریکی، راهکارهایی عملی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی الکتریکی در محلی که زندگی می‌کنید، پیشنهاد کنید.
پاسخ: به حداقل رساندن اتلاف انرژی از طریق سیم‌های انتقال برق با استفاده از علوم نوین، کاهش مصرف برق و خاموش کردن چراغ‌های اضافی، استفاده از لامپ‌های با بازده بالا (فلورسنت)، بررسی وسایل برقی و در صورت نیاز اقدام به تعمیر آنها، فاصله مناسب میان وسایل گرما زا و سرمازا.
فعالیت صفحه 77 علوم هفتم
نمودار زیر میزان سرمایه گذاری‌های انجام شده را در طی یک دهه در زمینه توسعه و به کارگیری انرژیهای تجدید پذیر در کل جهان نشان می‌دهد.
با توجه به نمودار به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:
الف) بین سال‌های 1383 تا 1393 سرمایه گذاری‌های انجام شده در زمینه انرژی چند برابر شده است؟ بیشترین رشد سرمایه گذاری مربوط به چه سالی بوده است؟
پاسخ: سال 89 (211 میلیار دلار) سال 83 (33 میلیارد دلار)
ب) چرا در سال‌های اخیر سرمایه گذاری‌های زیادی برای پژوهش، توسعه و بهره‌برداری از انرژیهای تجدید پذیر شده است؟
پاسخ: جنبه های زیست محیطی، قیمت سوخت‌های فسیلی، ارزان شدن فناوری‌های جدید، بهره‌برداری از انرژیهای تجدید پذیر و در دسترس بودن برخی از آنها موجب رونق سرمایه گذاری در صنایع انرژی تجدید پذیر و بهره برداری از این انرژی شده است.
پ) تحقیق کنید در سال‌های اخیر، ایران چقدر در زمینهٔ بهره‌مندی از انرژیهای تجدیدپذیر سرمایه گذاری کرده است؟
پاسخ: برآوردها نشان می‌دهد حدود ۸۵ هزار مگاوات ظرفیت کل نیروگاههای کشور است که بر اساس قانون برنامه ششم توسعه می بایست، حدود چهار هزار مگاوات از نیروگاه ها تبدیل به نیروگاه تجدیدپذیر می‌شد اما اکنون چیزی بیش از ۸۰۰ مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر در کشور وجود دارد.
هرچند معاون سازمان انرژیهای تجدید پذیر وزارت نیرو گفته است: با افزایش نرخ ارز، قیمت تجهیزات مورد نیاز برای ساخت نیروگاههای تولید کننده انرژی تجدیدپذیر که بیشترشان تولید داخل کشور است، افزایش چندانی نداشته است در نتیجه هزینه سرمایه گذاری در این بخش بشدت کم شده است، اما روند فعلی بیانگر آن است که عقب ماندگی زیادی در این بخش وجود دارد.
فکر کنید صفحه 78 علوم هفتم
در محلی که زندگی می‌کنید به طور میانگین در طول روز چند ساعت هوا آفتابی است؟ آیا سرمایه گذاری برای استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند یکی از گزینه‌های مناسب در محل زندگی شما باشد؟
پاسخ: پاسخ این سوال به شهر محل زندگی شما بستگی دارد
فکر کنید صفحه 79 علوم هفتم
دانش آموزی، نظر خود را درباره توربین‌های بادی به شکل زیر بیان کرده است:
«در توربین‌های بادی از انرژی خورشیدی به طور غیر مستقیم بهره‌برداری می‌شود؛ زیرا باد، انرژی خود را از انرژی خورشیدی که سطح زمین جذب می‌کند به دست می‌آورد».
آیا شما با این نظر موافقید؟ دلایل خود را با دیگر اعضای گروه به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه کنید.
پاسخ: بله ؛ همیشه مقداری از تابش خورشید به انرژی باد تبدیل می‌شود. باد هوای متحرک است و در اثر گرم شدن سطوح ناهموار روی زمین در برابر نور خورشید به وجود می‌آید. از آنجا که سطوح زمین دارای انواع متنوعی از خشکی و آب می‌باشند. لذا انرژی خورشید را به صورت بسیار متفاوتی جذب می‌کنند. هوای گرم شده منبسط شده و به سمت بالا جابجا می‌شود و هوای خنک که سنگین‌تر است، جای هوای گرم را می‌گیرد و در نتیجه، باد به وجود می‌آید.
PDF کتاب درسی علوم هفتم