Решение задач экологического содержания

на уроках физики , химии, биологии и географии

Бондарева

Юлия Петровна,

учитель биологии

МКОУООШ № 33 ст. Нижегородской

Апшеронского района Краснодарского края

Физика, 7 класс, «Давление»

1.Ученые всего мира ищут способы помочь природе в ее вековечном стремлении сопротивляться неразумному на нее натиску. Так на образование верхнего плодородного слоя почвы толщиной до 20 см природа затратила 2 до 7 тыс. лет, а безрассудное хозяйничанье человека последствие военных конфликтов и в том числе бесчисленные войны могут вызвать процесс деформации плодородного слоя почвы. Процесс эрозии может полностью уничтожить этот слой за 20-30 лет.

Эрозия почвы при движении (времен ВОВ) техники.

Вес танка Т-34 составляет 314000 Н, длина гусеницы, соприкасающейся с дорогой 3,5 м, а ее ширина 50 см. Вычислить давление танка на грунт.

P =   =   =   = 89, 7 кПа.

Ответ. 89,7 кПа.

2. Обеспечивает ли высокую проходимость трактору Т-130Б (13945 кг) уширенные гусеницы (0,92 м) при длине каждой гусеницы (2,9 м). Максимальное давление не должно превышать 200 кПа на заболоченную почву.



Ответ. Выдерживает, т.к. давление трактора менее 200 кПа.

Физика , 9 класс, «Колебательные движения»

1.Вредными для здоровья человека являются инфразвуки с частотой 8 Гц.

Определить длину волны этого инфразвука в воздухе, если скорость звука в воздухе 340 м/с.



Длина волны – 42,5 м

Физика, 8 класс, Тепловые явления

1. Авиационный мотор мощностью 300 кВт имеет кпд 30%. Определить, сколько бензина надо на перелет Москва-Петербург (650 км) при скорости полета 180 км/час и какова стоимость перелета. Определить: суммарный объем выхлопных газов, если 1 л сжигаемого бензина приводит к образованию 16 кубометров смеси различных газов; токсичность по количественным показателем ЕВРО-3 (CH до 0,2 г/км; CO до 2,1 г/км; NO

---

_x до 0,15 г/км)



Выбросы газов V_G =375 = 6000 м³

2.Определить расход бензина в двигателе автомобиля при проезде 300 км, если при средней мощности 210 кВт, скорость его движения 20 км/ч, а коэффициент полезного действия 16%. Определить объем выхлопных газов?

3.Экологичное топливо – древесные гранулы (паллеты). В России 2010 г. их было произведено 1 млн. тонн (древесина и лузга). Снижает зольность до 1%. Большая часть экспортируется в Европу. При сжигании гранул в атмосферу выбрасывается CO_2, сколько было поглощено растением во время роста.

4. Со двора, площадь которого 20 м², хотят убрать снег с помощью снеготаялок с кпд 30%. Рассчитать, сколько дров нужно будет для этого, если толщина снежного покрова 70 см, а температура снега -10⁰С. Удельный вес снега 0,6 г/см³, удельная теплоемкость 0,4 кал/г•град. Определить количество образовавшейся золы при сгорании дров.



Количество дров - 73,5•10³ кг

Количество образовавшейся золы - 220 кг

5.Для поддержания комнатной температуры в комнате требуется в сутки 2400 ккал. Комната на даче отапливается ночью с коэффициентом полезного действия 30%. Сколько березовых дров нужно ежедневно расходовать на отопление? Определить количество образовавшейся золы при полном сгорании дров. 1 кал = 4,19 Дж.



Количество дров – 25 кг

Количество образовавшейся золы - 0,75 кг

6. Дачная комната размерами 4м х 5м х 3м теряет через холодные стены и окна 6 ккал в минуту. Какое количество дров нужно сжечь в печи с коэффициентом полезного действия 20%, чтобы в течение суток поддержать температуру комнатного воздуха без изменений? Сколько дров нужно сжечь, чтобы дополнительно нагреть воздух на 10⁰С. Определить количество образовавшейся золы при полном сгорании дров.



Количество дров - 13,5 кг

Дополнительно количество дров - 0,29 кг

---

Количество образовавшейся золы - 0,405 кг

7.Основную часть природного газа составляет метан (CH₄) – 92-98%. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют одоранты 16 г на 1000 м³. Для газовых горелок содержание примесей при использовании природного газа не должно превышать 1%. КПД горения газа около 90%.

8.Мартеновская печь работает на природном газе. Сколько газа надо израсходовать для выплавки 50 т стали, если кпд печи 40%? Начальная температура стали 20⁰С, ее удельная теплоемкость 0,46³ Дж/кг ⁰К, удельная теплота плавления 2,7•10⁵ Дж/кг, температура плавления 1500⁰С, теплота сгорания газа 4,4•10⁷ Дж/кг. Определить количество примесей образованных при горении газа.



Количество газа - 2700 кг

Количество примесей - 270 кг

Данные для составления задач взяты из интернета.

Химия,9 класс , Неметаллы

1. 
   Проследите «судьбу» элемента фосфора (азота, ртути, свинца, серы и др.) в биосфере. Укажите его химическую форму в каждой « точке покоя». Опишите эпизод, в котором элемент фосфор тем или иным путем попадает в озеро. Предположите последствия, которые повлечет за собой накопление этого элемента в водоеме.
   
2. 
   В природе постоянно происходит круговорот биогенных элементов: углерода, водорода, кислорода, фосфора, азота и др. Человек в процессе своей деятельности вмешивается в круговорот веществ, использую минеральное сырье для своих нужд. Какая масса углерода должна превратиться в CO2, чтобы получить 1 л минеральной газированной воды с концентрацией углекислоты 2%, ρ=1г/см3. 
   Ответ: 3,84 г. 
   
   
   

3.Азот – незаменимый биогенный элемент, поскольку входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера – неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений. Существуют азотфиксирующие бактерии, способные фиксировать азот воздуха и превращать его в доступную для растений форму. С помощью таких бактерий при хорошем урожае клевер может накапливать за сезон 150-160 кг/га азота. Какой объем воздуха в м3 содержит такую массу азота? Какую массу 10 % раствора аммиачной воды (используемой в качестве удобрений) может заменить 1 га клевера, накопивший за сезон 100 кг/га азота?

---

 
Ответ: 120 м3, 2100 кг 

4.Хлор, применяемый для дезинфекции питьевой воды, по­лучают электролизом расплава хлорида натрия. Помимо га­зообразного хлора при электролизе хлорида натрия образует­ся жидкий металлический натрий.

а) Сколько граммов хлорида натрия необходимо для по­лучения 355 г газообразного хлора? б) Какой объем будет занимать это количество газа при н. у.?

Решение:

2NaCl = 2Na + Cl₂

M(Cl₂) = 71 г/моль

n(Cl₂) = 355/71 = 5 моль

n (NaCl) = 2n (Cl₂) = 10 моль

М(NaCl) = 58,5 г/моль

m(NaCl) = 58,5 ∙ 10 = 585 г

V(Cl₂) = Vm ∙ n = 22,4 ∙ 5 = 112 л

Ответ: m(NaCl) = 585 г; V(Cl₂) = 112 л.

5.Диоксид серы образуется в основном при сжигании твердого топлива на тепловых электростанциях. Это бесцветный газ с резким запахом, он сильно раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Наличие диоксида серы в атмосфере — причина кислотных дождей, поскольку под действием кислорода воздуха и воды диоксид серы превращается в серную кислоту. Однако далеко не все производства, в выбросах которых содержится диоксид серы, имеют современные сооружения для газоочистки. Чаще применяется разбавление выбросов чистым воздухом или рассеивание их в воздушной среде путем устройства дымовых труб большой высоты. Установлено, что при высоте трубы 100 м на расстоянии 2 км от предприятия содержание диоксида серы в воздухе равно 2,75 мг/м³. Во сколько раз этот показатель превышает значение предельно допустимой концентрации, равное 7,8∙10^-6 моль/м³.

Решение:

M(SO₂) = 64г/моль

n(SO₂) = 0,00275/64 = 42,9 ∙ 10^-6 моль

^{42,9 ∙ 10-6} моль/м³ : 7,8∙10^-6 моль/м^{3 = 5,5}

Ответ: ПДК диоксида серы превышена в 5,5 раз.

6.Такие виды рыб, как форель и хариус, очень чувствительны к чистоте воды. Если в 1 л природной воды содержится всего 3∙10^-6 моль серной кислоты (которая может попасть в реки с промышленными стоками или за счёт кислотных дождей), то мальки этих рыб погибают. Вычислите массу серной кислоты в 1 л воды, которая представляет собой смертельную дозу для мальков форели и хариуса.

Решение:

М (H₂SO₄) = 98 г/моль

m = n ∙ M

m (H₂SO₄) = 3∙10^-6 ∙ 98 = 294 ∙ 10^-6 г

Ответ: 294 ∙ 10^-6 г.

7. При сжигании 2 т одного из компонентов гайской руды — сульфида цинка, содержащего 3% негорючих примесей, образовался загрязняющий атмосферу города сернистый газ. Определите объём образовавшегося газа и предложите эффективные способы обез­вреживания оксида серы (IV).

---

Решение:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

m(ZnS) = 2000 ∙ 0,97 = 1940 кг

M(ZnS) = 87кг/кмоль

n(ZnS) = 1940/87 =22,3 кмоль

n(SO₂) = n(ZnS) = 22,3 кмоль

V(SO₂) = 22,4 ∙ 22,3 = 499,5 м³

Ответ: V(SO₂) = 499,5 м³

Утилизация оксида серы (IV):

1. Классический процесс Клауса:

SO₂ + 2Н₂S = 3S + 2Н₂О

так получают серу в Оренбурге, Астрахани, Норильске.

2. Поглощение известняком:

2CaCO₃+2SO₂+O₂ → 3CaSO₄+2CO₂↑.

3. Аммиачный способ:

SO₂ + 2NНз + H₂O = (NH₄)₂S0₃;

(NН₄)₂SО₃ + SO₂ + Н₂О = 2NH₄HSO₃;

2NН₄НS0₃ + (NH₄)₂SО₃= 2(NН₄)₂S0₄ + S↓ + H₂O

^8.В сточных водах химико-фармацевтического комбината был обнаружен хлорид ртути HgCl₂, концентрация которого составила 5 мг/л. Для его очистки решили применить метод осаждения. В качестве осадителя использовали сульфид натрия (Na₂S) массой 420 г. Будут ли достаточно очищены сточные воды, чтобы допустить их сброс в соседний водоем, содержащий 10 000 м³ воды? ПДК (HgCl₂) = 0,0001 мг/л. Объем сточных вод 300 м^3.

Решение:

HgCl₂ + Na₂S = HgS + 2NaCI

C(HgCI₂) = 5 мг/л = 5 ∙ 10^-3г/л; V=300 м^{3 =} 300 ∙ 10 ³л;

m(HgCl₂) = m ∙ V = 1500г

M(HgCl₂) = 272г/моль

n(HgCl₂) = m/M = 5,52 моль

M(Na₂S) = 78г/моль

n(Na₂S) = 420/78 = 5,38 моль.

9.Согласно уравнению реакции в недостатке содержится сульфид натрия, в избытке - хлорид ртути. Останется хлорид ртути количеством 0,14 моль, m = 0,14 моль ∙ 272, г/моль = 38 г.

m (HgCl₂) = 38 г;

Находим ПДК в сточных водах:

с = m/V = 38000/300000 = 0,127мг/л

Это число значительно превышает ПДК. Однако при сбросе сточных вод в природный водоем концентрация хлорида ртути понизится и будет равна:

с = m/V = 38000/10300000 = 0,0037мг/л

Полученное число также больше ПДК. Таким образом, сброс воды недопустим.

Ответ: с(HgCl₂) = 0,127 мг/л в сточных водах и 0,0037 мг/л в открытом водоеме, что значительно больше ПДК.

10.При производстве серы автоклавным методом неизбежно выделяется около

3 кг сероводорода на каждую тонну получаемой серы. Сероводород — чрезвычайно ядовитый газ, вызывающий головокружение, тошноту и рвоту, а при вдыхании в большом количестве - поражение мышцы сердца и судороги, вплоть до смертельного исхода. Какой объем сероводорода (при н.у.) необходимо поглотить в системах газоочистки при получении 125 т серы на химзаводе?

---

Смотрите также файлы

• Тип структуры Преимущества.docx

• Мне очень понравилась эта картина. От нее веет теплом, домашним уютом и привкусом персиков.docx

• Построим графики функций (это гиперболы, которые смещены на 1 вверх). Так же отметим в узловых точках углы наклона касательных, а далее проведём криволинейные прямые по полученным данным.docx

• Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение города Новосибирска "Средняя общеобразовательная школа 52".docx

• Наименование раздела.pdf