跨学科实践：为节约能源设计方案

跨学科实践：为节约能源设计方案阅读思考化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源，但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭，也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染，在全球范围内引起了人类对能源问题的思考，我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标，同时大力发展风能、太阳能等新能源。阅读思考由以上材料和图中的数据，我们能清晰看到，能源的过度消耗不仅让我们面临能源短缺的危机，还对环境造成了严重破坏。那么，作为新时代的我们，能为节约能源做些什么呢？这就是我们今天要探讨的课题——为节约能源设计方案。一、项目提出为节约能源设计方案之前，请思考并回答下面的问题：（1）冬天我们用热水袋取暖，这是能量的哪种形式变化？（2）家里的铁锅导热很快，铁的热导率高吗？能否快速将热量传递给食物？（3）保温瓶内胆所用材料热导率高还是低？能否减少热量散失？内能的转移（热传递）铁的热导率较高，在金属中属于中等偏上水平保温瓶的内胆通常由玻璃制成，玻璃属于热的不良导体；此外，保温瓶内胆夹层抽成真空，能有效减少热量散失。一、项目提出（4）你在生活中遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？①家庭用电：用电器长时间待机等。②资源利用：一次性用品过度使用等。③工业生产：工厂废气、废水未经处理直接排放等。……二、项目分析制订优化自己家庭能源使用的具体方案,首先应该了解家庭使用能源的具体情况,然后有针对性地提出优化方案,分析它的有效性和可行性,并与他人交流讨论,对方案进行改进。三、项目实施1．调查家中能源的使用情况调查家中能源的用途、类型，估算每种能源一段时间内的消耗量，确定哪些用途的能源消耗比较多，设计表格，并将能源消耗量记录在表格中。三、项目实施2．选取优化对象与确定改进方法（1）根据调查结果，思考家中在哪些方面的能源使用可以优化，其中又有哪些是要优先改进的。（2）确定节能方法时，需要从哪些角度分析？3．制订与检验设计方案方案一：为房屋加装保温层①明确思路。选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来。三、项目实施②选取材料。根据材料的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等因素进行选取，还要从材料的环保性、价格、耐火性，以及是否容易安装等方面进行评估。③确定方案。选定了保温材料后，围绕房间的安装位置，保温材料的规格、尺寸需要满足的要求，门窗保温处理的方法等问题制订具体的设计方案。三、项目实施④制作模型与测试。制作一个简易模型来模拟我们的家，选择身边容易获取、安装，与实际保温材料热导率相近的材料，将其安装在“家”中的相应部位。为了检测保温效果，可以将相同质量的冰块装在塑料袋中，分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中，将“家”放置在相同的环境下，经过相同的时间后将冰块取出并进行比较，通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。三、项目实施方案二：为家庭用车提供建议①明确思路：调查新能源汽车能否替代自己家中的燃油汽车，以减少能源消耗，并对环境更加有益。②开展调查并论证以下问题与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否更加节能和环保？与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否满足人们的日常使用需要？还有哪些局限性，还需要如何改进？练习“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起，下列做法需要改正的是（）A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站D．及时将厨余垃圾、废旧电池装在一起丢入垃圾箱D四、展示交流1．形成具体的方案后，需要与大家进行交流讨论，找出方案的不足和改进办法。2．归纳出一些具体的家庭能源使用的优化方法。估算一下，如果你的家庭按照设计方案优化能源的使用，每年会节约多少能源？如果全国所有家