Φύλλο Εργασίας 9 Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου υπερ-θερμαίνει

Transcript

1 Φύλλο Εργασίας 9 Το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου υπερ-θερμαίνει α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι Παρατήρησε στο παρακάτω ενδεικτικό γράφημα την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης από το 1870 έως τις μέρες μας, όπως έχει μετρηθεί από διάφορες επιστημονικές ερευνητικές ομάδες. Η αύξηση αποδίδεται και στη διαρκή αύξηση της περιεκτικότητας της γήινης ατμόσφαιρας σε αέριο διοξείδιο του άνθρακα CO2. Το φαινόμενο γενικά ονομάζεται "Φαινόμενο του Θερμοκηπίου". β. Συζητώ, Αναρωτιέμαι, Υποθέτω Συζήτησε με τους συμμαθητές σου και γράψε τις υποθέσεις σου για τις αιτίες οι οποίες προκαλούν αυτό το φαινόμενο, είτε συμφωνείς με την παραπάνω άποψη είτε διαφωνείς. Η ανθρωπότητα για να καλύψει τις ενεργειακές της ανάγκες είναι υποχρεωμένη να κάνει καύσεις (πετρέλαιο, υδρογονάνθρακες, βιομάζα κλπ),από τις οποίες παράγεται μεγάλη ποσότητα CO2 -διοξείδιο του άνθρακα- το οποίο είναι υπεύθυνο για την έξαρση του φαινομένου του θερμοκηπίου. γ. Ενεργώ, Πειραματίζομαι Για την επιβεβαίωση ή διάψευση των υποθέσεών σου, συγκέντρωσε τα απαραίτητα υλικά και όργανα. Προγραμματίστε ώστε να υπάρχει αρκετός χρόνος για τον πειραματισμό. [1]

2 μετά από θερμοκρασία ( 0 C) 1 λεπτό 21,5 2 λεπτά 22 3 λεπτά 22,5 4 λεπτά 23 5 λεπτά 23,5 6 λεπτά 24 Υλικά / Όργανα: σφαιρική γυάλινη φιάλη με ευρύ στόμιο, κομμάτι από φελιζόλ, θερμόμετρο οινοπνεύματος, χώμα, 2 φωτιστικά με λαμπτήρες πυράκτωσης, μικρό ποτήρι,μαγειρική (διττανθρακική) σόδα, κουτάλι, καλαμάκι, εμφιαλωμένο αεριούχο νερό, ξίδι, χρονόμετρο, μεγάλο ποτήρι, κεράκι Πείραμα 1 Ρίξε μικρή ποσότητα χώματος στη σφαιρική γυάλινη φιάλη. Κόψε και προσάρμοσε στο στόμιο της φιάλης ένα κομμάτι φελιζόλ, όπως στη διπλανή εικόνα. Τρύπησε το φελιζόλ και πέρασε στο εσωτερικό της φιάλης το θερμόμετρο. Πλησίασε στη φιάλη τα δύο φωτιστικά με τους λαμπτήρες πυράκτωσης κλειστούς. Κατάγραψε την τιμή της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος: 20 0 C Άναψε τους λαμπτήρες των φωτιστικών και κατάγραψε τις τιμές της θερμοκρασίας ανά 1 λεπτό στον παρακάτω πίνακα έως ότου οι τιμές σταθεροποιηθούν.. Σβήσε το φως και περίμενε μερικά λεπτά. Πείραμα 2 Τοποθέτησε στο εσωτερικό της φιάλης ένα μικρό ποτήρι στο οποίο έχεις ρίξει 2-3 κουταλιές μαγειρικής σόδας. μετά από θερμοκρασία ( 0 C) 7 λεπτά 24,5 8 λεπτά 25 9 λεπτά 25,5 10 λεπτά λεπτά 26,7 20 λεπτά 27,4 [2]

3 Ρίξε προσεχτικά (χωρίς να βρέξεις το θερμόμετρο) επάνω στο χώμα της φιάλης μικρή ποσότητα ανθρακούχου νερού. Αμέσως μετά άναψε τους λαμπτήρες των φωτιστικών, άρχισε να ρίχνεις συνεχώς, μέχρι το τέλος του πειράματος, αρκετές σταγόνες ξιδιού με το καλαμάκι (που το χρησιμοποιείς ως σιφώνιο ή σταγονόμετρο), όπως στη διπλανή εικόνα, ώστε να πέφτουν μέσα στο ποτήρι με τη μαγειρική σόδα. Ταυτόχρονα, ένας συμμαθητής σου από την ομάδα σου αρχίζει να καταγράφει στον πίνακα τις τιμές της θερμοκρασίας ανά 1 λεπτό, έως ότου αυτές σταθεροποιηθούν. Σβήσε το φως. Πείραμα 3 μετά από θερμοκρασία ( 0 C) με ξίδι και σόδα 1 λεπτό 22 2 λεπτά 22,5 3 λεπτά 23 4 λεπτά 23,5 5 λεπτά 24 6 λεπτά 24,5 μετά από θερμοκρασία ( 0 C) με ξίδι και σόδα 7 λεπτά 25 8 λεπτά 25,4 9 λεπτά 25,8 10 λεπτά 26,2 15 λεπτά 27,5 20 λεπτά 28,5 Αμέσως μετά, βάλε ένα αναμμένο κεράκι στο εσωτερικό της φιάλης. Τι παρατηρείς; Εξήγησε. Το κεράκι που βάζουμε μέσα στο εσωτερικό της φιάλης σβήνει επειδή ο αέρας περιέχει διοξείδιο του άνθρακα και δεν υπάρχει το απαραίτητο για την καύση οξυγόνο. Το CO2 είναι βαρύτερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα και δεν βγαίνει από την φιάλη όταν βγάλουμε το φελιζόλ. Ρώτησε τον/την καθηγητή/τριά σου για το ποιο είναι το αέριο που ελευθερώνεται από το αεριούχο νερό ή παράγεται από την αντίδραση μαγειρικής σόδας-ξιδιού, καθώς και για τις ιδιότητες του αερίου αυτού. [3]

4 Το αέριο που απελευθερώνεται και από το αεριούχο ποτό και από την αντίδραση της μαγειρικής σόδας με το ξίδι είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Σημείωσε τις τιμές των μετρήσεων του πειράματος 1 και του πειράματος 2 στο διάγραμμα «θερμοκρασίας θ - χρόνου t», χρησιμοποιώντας διαφορετικά σύμβολα (πχ. x, ο) για τις τιμές κάθε πειράματος (πχ. x για τις τιμές της θερμοκρασίας χωρίς αεριούχο νερό, ξίδι και σόδα, ο για τις τιμές της θερμοκρασίας με αεριούχο νερό, ξίδι και σόδα). Σχεδίασε δύο καμπύλες ενώνοντας τα ίδια σύμβολα. [4]

5 Τι παρατηρείς; Σύγκρινε τις δύο καμπύλες. Γράψε τις παρατηρήσεις σου. Οι δύο καμπύλες είναι παρόμοιες, με μικρή διαφορά και η πάνω καμπύλη αφορά την περίπτωση που έχουμε μέσα στην φιάλη το διοξείδιο του άνθρακα από το αναψυκτικό που ρίξαμε στο χώμα και από την αντίδραση της σόδας με το ξίδι. δ. Συμπεραίνω, Καταγράφω Γράψε τα συμπεράσματά σου από τις παρατηρήσεις των πειραμάτων: [5]

6 Στο πρώτο πείραμα βλέπουμε ότι αυξάνεται η θερμοκρασία όταν φωτίζεται η φιάλη και το χώμα μαζί και μέσα στην φιάλη υπάρχει ατμοσφαιρικός αέρας, ενώ στη δεύτερη περίπτωση βλέπουμε ότι στις ίδιες συνθήκες (φιάλη-χώμα-φως) όταν ο αέρας είναι πλούσιος σε διοξείδιο του άνθρακα τότε εγκλωβίζεται μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας μέσα στην φιάλη με αποτέλεσμα να είναι μεγαλύτερη η αύξηση της θερμοκρασίας. ε. Εφαρμόζω, Εξηγώ, Γενικεύω Εφάρμοσε τα συμπεράσματά σου για να εξηγήσεις τη συνεχή άνοδο έως τώρα της μέσης θερμοκρασίας της γης. Η επιστήμη σήμερα δέχεται ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι υπεύθυνο για την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης, επειδή είναι αέριο αδρανές και έχει την ιδιότητα να δρά σαν ένα νάϋλον που σκεπάζει και δεν επιτρέπει την θερμότητα να χάνεται στο διάστημα. Στις μέρες μας λόγω της ανθρώπινης δραστηριότητας μεγαλώνει η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και έτσι εγκλωβίζεται θερμότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ατμόσφαιρα της γης με αποτέλεσμα την μικρή αλλά αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης. Σχολίασε τις επιπτώσεις της συνεχούς ανόδου της μέσης τιμής της θερμοκρασίας της γης και πρότεινε μέτρα για την αντιμετώπιση του προβλήματος. Πώς μπορείς να δραστηριοποιηθείς για την επιτυχία τους; Το διοξείδιο του άνθρακα παράγεται από τις καύσεις και διασπάται κατά την φωτοσύνθεση. Αρα για την αντιμετώπιση προτείνονται όσο το δυνατόν λιγότερες καύσεις και όσο το δυνατόν περισσότερα δάση στα οποία διασπάται το διοξείδιο του άνθρακα. [6]

7 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι γενικά ευεργετικό ή καταστροφικό για τη γη; Σε ποιες περιπτώσεις; Απάντησε με επιχειρήματα. Η επιφάνεια της Γης θερμαίνεται από τον ήλιο. Καθώς θερμαίνεται, ανακλά πίσω προς την ατμόσφαιρα θερμότητα. Περίπου το 70% της ενέργειας του ήλιου, ακτινοβολείται προς τα πίσω, στο διάστημα σαν υπέρυθρη ακτινοβολία. Αλλά κάποιο ποσό της υπέρυθρης ακτινοβολίας παγιδεύεται από τα αέρια του θερμοκηπίου, που θερμαίνουν ακόμη περισσότερο την ατμόσφαιρα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, η Γη να διατηρείται θερμή και να εμφανίζεται το φαινόμενο της ζωής. Αλλά οι αυξημένες ποσότητες των εκπομπών των αερίων, αλλάζουν την ισορροπία του σύνθετου αυτού συστήματος, προξενώντας την παγκόσμια άνοδο της θερμοκρασίας. Ένα σημαντικό θέμα είναι η επίδραση που θα έχει η αύξηση της θερμοκρασίας στο επίπεδο της θάλασσας. Αναμένεται άνοδος της επιφάνειας που θα οφείλεται στη θερμική διαστολή των ωκεανών και στο λιώσιμο των πάγων των οροσειρών και σε μικρότερο ποσοστό σε λιώσιμο των πάγων της Γροιλανδίας. Παράλληλα η κατανομή και η συχνότητα των βροχοπτώσεων θα μεταβληθούν. Θα αυξηθούν οι πλημμύρες, οι καταιγίδες και γενικά οι ακραίες καιρικές συνθήκες θα είναι συχνότερες και εντονότερες. Συζήτησε με τους συμμαθητές σου και δικαιολογήστε την ονομασία "φαινόμενο του θερμοκηπίου". Τo φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια φυσική διαδικασία. Το χρειαζόμαστε για να διατηρούμε τη Γη μας ζεστή, ώστε να υπάρχει ζωή και ανάπτυξη. Δίχως αυτό, η Γη θα ήταν κρύα περίπου -20 o C, και δεν θα μπορούσε να υπάρχει ζωή. Όμως τα τελευταία χρόνια λέγοντας φαινόμενο Θερμοκηπίου δεν αναφερόμαστε στη φυσική διεργασία, αλλά στην έξαρση αυτής, λόγω της ρύπανσης της ατμόσφαιρας από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες. [7]