Φπζηθή Α Γπκλαζίνπ. Φύιιν εξγαζίαο 9 (Τν θαηλόκελν ζεξκνθεπίνπ). Επηκέιεηα: Παπαδόπνπινο Γ. α. Παξαηεξώ, πιεξνθνξνύκαη, ελδηαθέξνκαη.

Transcript

1 α. Παξαηεξώ, πιεξνθνξνύκαη, ελδηαθέξνκαη. Παξαηήξεζε ζην παξαθάησ ελδεηθηηθό γξάθεκα ηελ αύμεζε ηεο κέζεο ζεξκνθξαζίαο ηεο γεο από ην 1870 έσο ηηο κέξεο καο, όπσο έρεη κεηξεζεί από δηάθνξεο επηζηεκνληθέο εξεπλεηηθέο νκάδεο. Η αύμεζε απνδίδεηαη θαη ζηε δηαξθή αύμεζε ηεο πεξηεθηηθόηεηαο ηεο γήηλεο αηκόζθαηξαο ζε αέξην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα CO 2. Σν θαηλόκελν γεληθά νλνκάδεηαη "Φαηλόκελν ηνπ Θεξκνθεπίνπ". β. πδεηώ, αλαξσηηέκαη, ππνζέησ. πδήηεζε κε ηνπο ζπκκαζεηέο ζνπ θαη γξάςε ηηο ππνζέζεηο ζνπ γηα ηηο αηηίεο νη νπνίεο πξνθαινύλ απηό ην θαηλόκελν, είηε ζπκθσλείο κε ηελ παξαπάλσ άπνςε είηε δηαθσλείο. Σύκθσλα κε ηηο επηθξαηνύζεο απόςεηο θαη ππνζέζεηο ε αύμεζε απνδίδεηαη θπξίσο ζηε δηαξθή αύμεζε ηεο πεξηεθηηθόηεηαο ηεο γήηλεο αηκόζθαηξαο ζε αέξην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα CO 2. Η κεηαηξνπή ηεο ρεκηθήο ελέξγεηαο ησλ γαηαλζξάθσλ θαη ηνπ πεηξειαίνπ ζε ζεξκηθή ελέξγεηα κε θαύζε είλαη ηδηαίηεξα επηβαξπληηθή γηα ην πεξηβάιινλ θαη, βέβαηα, θαη γηα ηελ πγεία καο, κε πνιινύο κάιηζηα ηξόπνπο. Καηά ηελ θαύζε, εθηόο από ζεξκηθή ελέξγεηα, δεκηνπξγείηαη επίζεο αηζάιε θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ). Όζνλ αθνξά ζην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, ην αέξην απηό κεηαβάιιεη ζηαδηαθά κε ηε δηαξθώο αύμνπζα πνζόηεηά ηνπ ζηελ αηκόζθαηξα, ηε -ζπλήζεζύζηαζή ηεο, κε απνηέιεζκα ηε κεηαβνιή ηνπ ηζνδπγίνπ ζεξκόηεηαο ηνπ πιαλήηε καο. Πην ζπγθεθξηκέλα, ε ειηαθή αθηηλνβνιία πνπ εηζέξρεηαη ζηελ αηκόζθαηξα είλαη κεγαιύηεξε ηεο εμεξρόκελεο, όζν ε πνζόηεηα ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζηελ αηκόζθαηξα είλαη απμεκέλε. Απηό ζεκαίλεη όηη ε 64

2 εηζεξρόκελε ζηελ αηκόζθαηξα ζεξκόηεηα από ηνλ ήιην είλαη κεγαιύηεξε ηεο εμεξρόκελεο, ε δε ζεξκνθξαζία ηνπ πιαλήηε αύμνπζα (κε πξνθαλή απνηειέζκαηα ζηνπο δώληεο νξγαληζκνύο αιιά θαη ζηνλ ίδην ηνλ πιαλήηε, πνπ ζα αληηκεησπίζεη θνζκνγνληθέο κεηαβνιέο από ηελ - επεξρόκελε- ηήμε ησλ πάγσλ...). Τν θαηλόκελν, γλσζηό θαη ως "θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ" (όπνπ ην ξόιν ηεο βεβαξεκέλεο κε δηνμείδην ηνπ άλζξαθα αηκόζθαηξαο παίδεη ην γπάιηλν ζηέγαζηξν ησλ ζεξκνθεπίσλ), έρεη ήδε αλεζπρήζεη ηνπο εηδηθνύο θαη ηελ παγθόζκηα θνηλόηεηα. Από ηο βιβλίο "ΕκΠαίδεσζη ζηις-με ηις Φσζικές Επιζηήμες", Πανεπιζηήμιο Αθηνών Εργαζηήριο Φσζικών Επιζηημών, Τετνολογίας και Περιβάλλονηος, 2007 Βαζηθνί παξάγνληεο ελίζρπζεο ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ: Απνςίισζε δαζώλ Καύζε γαηαλζξάθσλ Ηιεθηξηθέο ζπζθεπέο, ζπζθεπέο ζέξκαλζεο, θηλεηήξεο εζσηεξηθήο θαύζεο θ.ν.θ γ. ελεξγώ, πεηξακαηίδνκαη. Γηα ηελ επηβεβαίσζε ή δηάςεπζε ησλ ππνζέζεώλ ζνπ, ζπγθέληξσζε ηα απαξαίηεηα πιηθά θαη όξγαλα. Πξνγξακκαηίζηε ώζηε λα ππάξρεη αξθεηόο ρξόλνο γηα ηνλ πεηξακαηηζκό. Τιηθά / Όξγαλα: ζθαηξηθή γπάιηλε θηάιε κε επξύ ζηόκην, θνκκάηη από θειηδόι, ζεξκόκεηξν νηλνπλεύκαηνο, ρώκα, 2 θσηηζηηθά κε ιακπηήξεο 65

3 ππξάθησζεο, κηθξό πνηήξη, καγεηξηθή (δηηηαλζξαθηθή) ζόδα, θνπηάιη, θαιακάθη, εκθηαισκέλν αεξηνύρν λεξό, μίδη, ρξνλόκεηξν, κεγάιν πνηήξη, θεξάθη. Πείξακα 1. Ρίμε κηθξή πνζόηεηα ρώκαηνο ζηε ζθαηξηθή γπάιηλε θηάιε. Κόςε θαη πξνζάξκνζε ζην ζηόκην ηεο θηάιεο έλα θνκκάηη θειηδόι, όπσο ζηε δηπιαλή εηθόλα. Σξύπεζε ην θειηδόι θαη πέξαζε ζην εζσηεξηθό ηεο θηάιεο ην ζεξκόκεηξν. Πιεζίαζε ζηε θηάιε ηα δύν θσηηζηηθά κε ηνπο ιακπηήξεο ππξάθησζεο θιεηζηνύο. Καηάγξαςε ηελ ηηκή ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο: 20 0 C Άλαςε ηνπο ιακπηήξεο ησλ θσηηζηηθώλ θαη θαηάγξαςε ηηο ηηκέο ηεο ζεξκνθξαζίαο αλά 1 ιεπηό ζηνλ παξαθάησ πίλαθα έσο όηνπ νη ηηκέο ζηαζεξνπνηεζνύλ. βήζε ην θσο θαη πεξίκελε κεξηθά ιεπηά. Πείξακα 2. Σνπνζέηεζε ζην εζσηεξηθό ηεο θηάιεο έλα κηθξό πνηήξη ζην νπνίν έρεηο ξίμεη 2-3 θνπηαιηέο καγεηξηθήο ζόδαο. 66

4 Ρίμε πξνζερηηθά (ρσξίο λα βξέμεηο ην ζεξκόκεηξν) επάλσ ζην ρώκα ηεο θηάιεο κηθξή πνζόηεηα αλζξαθνύρνπ λεξνύ. βήζε ην θσο. Ακέζσο κεηά άλαςε ηνπο ιακπηήξεο ησλ θσηηζηηθώλ, άξρηζε λα ξίρλεηο ζπλερώο, κέρξη ην ηέινο ηνπ πεηξάκαηνο, αξθεηέο ζηαγόλεο μηδηνύ κε ην θαιακάθη (πνπ ην ρξεζηκνπνηείο σο ζηαγνλόκεηξν), όπσο ζηε δηπιαλή εηθόλα, ώζηε λα πέθηνπλ κέζα ζην πνηήξη κε ηε καγεηξηθή ζόδα. Σαπηόρξνλα, έλαο ζπκκαζεηήο ζνπ από ηελ νκάδα ζνπ αξρίδεη λα θαηαγξάθεη ζηνλ πίλαθα ηηο ηηκέο ηεο ζεξκνθξαζίαο αλά 1 ιεπηό, έσο όηνπ απηέο ζηαζεξνπνηεζνύλ. Πείξακα 3. Ακέζσο κεηά βάιε έλα αλακκέλν θεξάθη ζην εζσηεξηθό ηεο θηάιεο. Ση παξαηεξείο; Σν θεξάθη ζβήλεη. Σν αέξην πνπ παξάγεηαη από ηελ αληίδξαζε καγεηξηθήο ζόδαο-μηδηνύ είλαη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη άνζκν, άθιεθην θαη βαξύηεξν από ηνλ αηκνζθαηξηθό αέξα. εκείσζε ηηο ηηκέο ησλ κεηξήζεσλ ηνπ πεηξάκαηνο 1 θαη ηνπ πεηξάκαηνο 2 ζην δηάγξακκα «ζεξκνθξαζίαο ζ - ρξόλνπ t», ρξεζηκνπνηώληαο δηαθνξεηηθά ρξώκαηα γηα ηηο ηηκέο θάζε πεηξάκαηνο (πρ. ρ γηα ηηο ηηκέο ηεο ζεξκνθξαζίαο ρσξίο αεξηνύρν λεξό, μίδη θαη ζόδα θαη ν γηα ηηο ηηκέο ηεο ζεξκνθξαζίαο κε αεξηνύρν λεξό, μίδη θαη ζόδα). ρεδίαζε δύν θακπύιεο. Ση παξαηεξείο; 67

5 Οη ζεξκνθξαζίεο ζην δνρείν όηαλ παξάρζεθε πξόζζεην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη πςειόηεξεο ζε ζρέζε κε ηηο ζεξκνθξαζίεο ζην δνρείν ρσξίο πξόζζεην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Αλ θαη νη δπν θακπύιεο μεθηλνύλ από ην ίδην ζεκείν, ε θακπύιε πνπ αλαπαξηζηά ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ δνρείνπ όηαλ παξάρζεθε πξόζζεην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα βξίζθεηαη πην πάλσ από ηελ θακπύιε πνπ αλαπαξηζηά ηε ζεξκνθξαζία ηνπ δνρείνπ ρσξίο πξόζζεην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Μεηά από 20 ιεπηά πεξίπνπ ε ζεξκνθξαζία ζηαζεξνπνηείηαη θαη ζηηο δύν πεξηπηώζεηο. δ. πκπεξαίλσ, θαηαγξάθσ. Γξάςε ηα ζπκπεξάζκαηά ζνπ από ηηο παξαηεξήζεηο ησλ πεηξακάησλ: Η ύπαξμε δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζην δνρείν ηνπ πεηξάκαηνο νδεγεί ζε κεγαιύηεξε απνξξόθεζε ελέξγεηαο-ζεξκόηεηαο, εγθισβηζκό ηεο θαη πςειόηεξε άλνδν ηεο ζεξκνθξαζίαο. 1 0 πείξακα: θσο αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο, 2 0 πείξακα: θσο + δηνμείδην ηνπ άλζξαθα κεγαιύηεξε αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο Καηά ηελ δηάξθεηα ησλ θαύζεσλ παξάγεηαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα πνπ απμάλεη ηελ ζεξκνθξαζία ζην ζπγθεθξηκέλν πεξηβάιινλ. 68

6 ε. Δθαξκόδσ, εμεγώ, γεληθεύσ. Δθάξκνζε ηα ζπκπεξάζκαηά ζνπ γηα λα εμεγήζεηο ηε ζπλερή άλνδν έσο ηώξα ηεο κέζεο ζεξκνθξαζίαο ηεο γεο. Γεληθεύνληαο ηα παξαπάλσ ζπκπεξάζκαηα, ε αύμεζε ηεο κέζεο ζεξκνθξαζίαο ηεο γεο εμεγείηαη από ηε δηαξθή αύμεζε ηεο πεξηεθηηθόηεηαο ηεο γήηλεο αηκόζθαηξαο ζε δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, ε νπνία νδεγεί ζε κεγαιύηεξε απνξξόθεζε (θαη εγθισβηζκό) ελέξγεηαο ζεξκόηεηαο από ην γήηλν ζύζηεκα. ρνιίαζε ηηο επηπηώζεηο ηεο ζπλερνύο αλόδνπ ηεο κέζεο ηηκήο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηεο γεο θαη πξόηεηλε κέηξα γηα ηελ αληηκεηώπηζε ηνπ πξνβιήκαηνο. Πώο κπνξείο λα δξαζηεξηνπνηεζείο γηα ηελ επηηπρία ηνπο; Μεξηθέο από ηηο επηπηώζεηο ηεο ζπλερνύο αλόδνπ ηεο κέζεο ηηκήο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηεο γεο είλαη: Η αιιαγή ηνπ θιίκαηνο ηεο γεο, κε ηελ κεηαθίλεζε ησλ δσλώλ βξνρνπηώζεσο από ηνλ ηζεκεξηλό πξνο βνξξά θαη ηελ εξεκνπνίεζε ηνπ θάησ ηκήκαηνο ηεο εύθξαηεο δώλεο, Η άλνδνο ηεο ζηάζκεο ησλ ζαιαζζώλ ιόγσ ηεο ηήμεο ησλ πάγσλ ζηνπο πόινπο, πνπ ζα νδεγήζεη θαη ζε θαηαβύζηζε παξάθηησλ πεξηνρώλ, Η κείσζε πδάηηλσλ πόξσλ κε ηελ αύμεζε ησλ αλαγθώλ άξδεπζεο θαη ύδξεπζεο θαη ηελ κεηαβνιή ηνπ θύθινπ ηνπ λεξνύ, Ωο κέηξα αληηκεηώπηζεο ηνπ πξνβιήκαηνο πξνηείλνληαη: Η ρξήζε αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο (ειηαθή, αηνιηθή ) Η ινγηθή ρξήζε ελέξγεηαο, Η κείσζε εθπνκπώλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα από απηνθίλεηα, εξγνζηάζηα θιπ, Γελδξνθπηεύζεηο,αλαθύθισζε θιπ Σν θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ είλαη γεληθά επεξγεηηθό ή θαηαζηξνθηθό γηα ηε γε; ε πνηεο πεξηπηώζεηο; Απάληεζε κε επηρεηξήκαηα. Αζθαιώο ε ιεηηνπξγία ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ είλαη επεξγεηηθή γηα ηε Γε καο θαη ηε Ζσή ζε απηήλ. Αλ ε αηκόζθαηξα ηεο Γεο δελ εγθιώβηδε έλα κέξνο ηεο ζεξκόηεηαο πνπ καο ζηέιλεη ν Ήιηνο κε ηελ αθηηλνβνιία ηνπ θαη δελ δηέρεε ηε ζεξκόηεηα απηή παληνύ ζηε Γε, ηόηε ηα θσηηδόκελα από ηνλ Ήιην κέξε ηεο Γεο ζα είραλ ζεξκνθξαζία πεξίπνπ C. Αληίζεηα, ηα κε θσηηδόκελα κέξε ηεο Γεο ζα είραλ ζεξκνθξαζία πεξίπνπ C. Απηό ζπκβαίλεη ζηε ειήλε πνπ δελ έρεη αηκόζθαηξα, νύηε βέβαηα δσή. Τν θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ εμαζθαιίδεη ζηε γε κηα κέζε ζεξκνθξαζία,κε κηθξέο δηαθπκάλζεηο,ε νπνία εμαζθαιίδεη ηελ ζπλέρηζε ηεο δσήο. 69

7 Όκσο απηό ην θαηλόκελν κπνξεί λα απνδεηρζεί θαη θαηαζηξνθηθό γηα ηε Γε. Απηό ζα ζπκβεί αλ αιιάμεη ε ζύζηαζε ηεο αηκόζθαηξαο ηεο Γεο ιόγσ ησλ παξεκβάζεσλ ηνπ αλζξώπνπ. Τόηε ε Γε ζα ππεξζεξκαλζεί ( ) Από ηο βιβλίο "ΕκΠαίδεσζη ζηις-με ηις Φσζικές Επιζηήμες", Πανεπιζηήμιο Αθηνών Εργαζηήριο Φσζικών Επιζηημών, Τετνολογίας και Περιβάλλονηος, 2007 πδήηεζε κε ηνπο ζπκκαζεηέο ζνπ θαη δηθαηνινγήζηε ηελ νλνκαζία "θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ". Τν "θαηλόκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ" παξαηεξήζεθε πξώηα ζην εζσηεξηθό ησλ γπάιηλσλ ή πιαζηηθώλ ζεξκνθεπίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηε γεσξγία θαη ζην εζσηεξηθό ηνπο παξαηεξνύληαη πςειέο ζεξκνθξαζίεο ιόγσ ηνπ εγθισβηζκνύ ζε απηά ελέξγεηαο-ζεξκόηεηαο. 70