گام به گام فصل ۹ علوم هفتم

در این نوشته با گام به گام فصل ۹ علوم هفتم همراه شما هستیم.

گام به گام فصل ۹ علوم هفتم

جواب فعالیت صفحه ۷۳ علوم هفتم

الف)  در سال ۱۴۰۰ شمسی چند درصد از کل انرژی مصرفی جهان از سوخت های فسیلی تامین می شود؟ 

۸۲/۷۴%=۳۲/۶۸ %(نفت)+۲۶/۴۲%(زغال سنگ)+۲۳/۶۴%(گاز طبیعی)

 ۸۲.۷۴٪ از کل انرژی جهان از سوخت های فسیلی تامین می شود

ب)  در سال ١۴٢٠ شمسی سهم سوخت های فسیلی در مصرف انرژی کل جهان نسبت به سال ١۴٠٠ شمسی چند درصد تغییر کرده است؟ به نظر شما این تغییر به چه عواملی بستگی داشته است؟ 

به میزان ۸.۷۸% کم تر شده است . 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) مطابق پیش بینی های انجام شده در این نمودارها، مصرف کدام نوع از انرژی ها طی ٢٠ سال آینده بیشترین و کمترین کاهش را خواهد داشت؟ 

با توجه به محاسبات بالا زغال سنگ بیشترین کاهش و نفت کمترین کاهش مصرف سوخت را دارد؛ از طرفی گاز طبیعی در ۲۰ سال آینده ۲/۲٪ رشد مصرف دارد.

ت) تحقیق کنید سهم هریک از سوختهای گوناگون در مصرف انرژی ایران چند درصد با میانگین جهانی در نمودار الف تفاوت دارد

 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

با جستجو در اینترنت درصد مصرف انرژی در ایران در هر یک از سوخت‌های گوناگون با توجه به آخرین آمار رسمی در سال ۱۳۹۶ هجری شمسی به شرح زیر است:

گاز طبیعی = ۶۶/۹۶٪
برق آبی = ۱/۳۴٪
نفت = ۳۰/۷۱٪
هسته‌ای = ۰/۵۸٪
زغال سنگ = ۰/۳۳٪
انرژی‌های خورشیدی، باد، … = ۰/۰۴٪

بعد از مقایسه با نمودار الف به این نتیجه می‌رسیم مصرف انرژی‌های نفت، زغال سنگ، هسته‌ای، برق آبی و انرژی‌های خورشیدی و باد و … در ایران نسبت به جهانی کمتر و در گاز طبیعی بیشتر است.

جواب فعالیت صفحه ۷۴ 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.

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.

۲- فراوان و ارزان می‌باشند.

۳-انرژی زیادی تولید می‌شود که می‌توان آن را ذخیره کرد.

معایب سوخت‌های فسیلی: 1- منابع آنها محدود است و پس از مصرف، جایگزین نمی‌شوند.

۲-سوخت‌های فسیلی با تولید گازهای آلاینده، مانند کربن دی‌اکسید، موجب آلوده شدن هوا می‌شوند.

۳- بازده نیروگاه‌های سوخت فسیلی کم است و بیشتر انرژی حاصل به صورت گرما و گازهای زائد به محیط منتقل می‌شود.

۴-سوخت‌های فسیلی مصرف و کم می‌شوند و محیط زیست آلوده می‌گردد.

جواب فعالیت صفحه ۷۵ 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 ۳۳۰ میلیون لیتر مواد نفتی (شامل نفت خام و فراورده‌های آن) از طریق ۱۴۰۰۰ کیلومتر خطوط لوله زیرزمینی (به قطر ۱۵ تا ۹۰ 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 ۲۰۰۰۰ لیتر استفاده می‌شد، در این صورت چه تعداد تانکر نیاز بود؟

۳۳۰۰۰۰۰۰۰÷۲۰۰۰۰=۱۶۵۰۰

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.

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؟

پیامدهایی همچون آتش‌سوزی، هدر رفتن منابع نفتی، آلودگی هوا، آلودگی آب‌ها و به طورکلی آسیب های زیادی برای محیط زیست ایجاد می‌شود.

جواب فعالیت صفحه ۷۶ 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.

نقاط قوت سوخت‌های هسته‌ای:
۱ با مقدار کمی از سوخت‌های هسته‌ای، می‌توان انرژی بسیار زیادی به دست آورد.

۲ سوخت‌های هسته‌ای، گازهای آلوده کننده محیط زیست تولید نمی‌کنند.

۳ سوخت‌های هسته‌ای، هوا را آلوده نمی‌کنند و به محیط زیست آسیب نمی‌زنند.

نقاط ضعف سوخت‌های هسته‌ای:
۱ منابع این سوخت‌ها محدود است و پس از مدتی تمام می‌شوند.

۲ فرآیند آماده‌سازی این سوخت‌ها کاری مشکل و پیچیده است.

۳ سوخت‌های هسته‌ای پرتوزا و خطرناک هستند.

۴ ایمنی و حفاظت از راکتورهای هسته‌ای، کاری حساس و بسیار پرهزینه است

ب) بازده نیروگاه‌های سوخت فسیلی و هسته‌ای حدود ۳۵ درصد است؛ یعنی این نیروگاه‌ها از هر ۱۰۰ واحد انرژی ای که دریافت می‌کنند، تنها ۳۵ 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.

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 گرمازا و سرمازا.

جواب فعالیت صفحه ۷۷ 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 ۱۳۸۳ تا ۱۳۹۳ سرمایه گذاری‌های انجام شده در زمینه انرژی چند برابر شده است؟ بیشترین رشد سرمایه گذاری مربوط به چه سالی بوده است؟

سال ۸۹ (۲۱۱ میلیار دلار) / سال ۸۳ (۳۳ میلیارد دلار)

ب) چرا در سال‌های اخیر سرمایه گذاری‌های زیادی برای پژوهش، توسعه و بهره‌برداری از انرژی‌های تجدید پذیر شده است؟

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؟

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.

جواب فکر کنید صفحه ۷۹ 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.

 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.