9. Cấu trúc khóa luận
2.2.1. Xác định đề tài, chia nhóm
2.2.1.1. Lí do chọn đề tài
Trong khoảng vài chục năm trở lại đây, trên các báo đài và các phương tiện thông tin đại chúng, đã rất nhiều lần đề cập đến vấn đề sự nóng lên của Trái đất, và mỗi chúng ta đều ít nhiều biết được nguyên nhân của nó, nhưng để hiểu được một cách sâu sắc nguyên nhân, hậu quả và biện pháp khắc phục của sự nóng lên Trái đất thì không phải ai trong chúng ta đều hiểu hết được.
Sự biến đổi khí hậu của Trái đất đang ngày càng để lại những hậu quả nghiêm trọng đối với thiên nhiên và với chính xã hội loài người. Những ảnh hưởng tiêu cực đó đang đánh lên một hồi chuông cảnh báo cho toàn thể nhân loại chúng ta. Việc giáo dục cho mỗi người có ý thức bảo vệ môi trường hơn, từ chính những hoạt động thường ngày là việc làm hết sức cần thiết.
Chính vì vậy, để học sinh liên hệ các kiến thức một cách khoa học, áp dụng các kiến thức đó vào thực tiễn, đồng thời có cái nhìn tổng quan hơn về sự ấm lên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính. Tôi đã xây dựng chủ đề dạy học tích hợp xuyên môn và tổ chức dạy học theo phương pháp dạy học dự án với chủ đề “Nhiệt độ- Sự nóng lên của Trái Đất”.
2.2.1.2. Chia nhóm
Một nhóm gồm 5 bạn. Trong đó gồm:
- 1 trưởng nhóm (Nhiệm vụ: Tìm hiểu trước các tiểu dự án, phân chia công việc các bạn trong nhóm, liên hệ những địa điểm để tiến hành khảo sát…)
- 1 thư kí (Có thể thay đổi theo từng tiểu dự án. Nhiệm vụ: Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm, phiếu học tập, tổng hợp các ý kiến thành viên).
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 36
- 3 thành viên.
2.2.2. Xác định mục tiêu và xây dựng đề cƣơng của dự án
Mục tiêu :
- Phát biểu được khái niệm nhiệt độ.
- Chứng minh cảm giác nóng, lạnh mà tay ta cảm nhận được không phản ánh đúng nhiệt độ của vật.
- Đo được nhiệt độ của vật cần đo.Tìm hiểu cấu tạo của nhiệt kế.
- Tìm hiểu khái niệm nhiệt lượng.
- Chứng minh các vật nóng lên hay lạnh đi là do sự truyền nhiệt lượng chứ không phải nhiệt độ.
- Nêu được các tác hại, tác dụng của tia tử ngoại và tia hống ngoại. - Nêu được các hiệu ứng của sự đối lưu trong không khí.
- Giải thích được thuật ngữ "Hiệu ứng nhà kính", mô tả được quá trình gây nên hiệu ứng nhà kính và nguyên nhân gây ra BĐKH.
- Nêu được các khí nhà kính chính (CO2) và nguồn gốc sinh ra khí nhà kính từ hoạt động của con người.
- Rèn kĩ năng làm việc nhóm và kĩ năng học tập sáng tạo . Rèn kĩ năng sử dụng phương tiện công nghệ thông tin.
Đề cƣơng chủ đề Thời gian thực hiện 1. Khái niệm nhiệt độ. Sự cảm nhận nhiệt độ
1 buổi
2. Dụng cụ đo nhiệt độ. Cách đo nhiệt độ 3. Thân nhiệt
1 buổi
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 37
5. Dẫn nhiệt- Đối lƣu- Bức xạ nhiệt
1 buổi
6. Khí các bô nic
7. Sự nở vì nhiệt của các chất rắn, lỏng, khí
8. Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. 1 tuần
2.2.3. Thu thập thông tin:
Trước khi yêu cầu học sinh tìm hiểu hiện tượng sự ấm lên toàn cầu, hiệu ứng nhà kính, tác hại của sự biến đổi khí hậu, cách khắc phục…giáo viên cần phải cho học sinh thu thập được các kiến thức có liên quan đến hiện tượng ấm lên toàn cầu, biến đổi khí hậu như:
Nhiệt
Nhiệt năng, hay còn gọi tắt là nhiệt, là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất.
Trong không khí: Nhiệt từ mặt trời đến thẳng chúng ta qua các tia bức xạ di chuyển theo đường thẳng và có thể bị mây chắn lại.
Trong chất lỏng: Nhiệt được truyền đi theo dòng đối lưu (dòng trao đổi nhiệt). Gần nguồn nhiệt thì chất lỏng nóng lên, trở nên ít cô đặc hơn và trào lên để được thay thế bằng chất lỏng nguội hơn.
Trong chất rắn: Nhiệt được dẫn đi. Các nguyên tử dao động manh ở một đầu do chúng nóng lên, kích thích các nguyên tử lân cận và khiến cho nhiệt dẫn từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 38
máu lạnh.Chim và động vật có vú có máu nóng. Điều này có nghĩa là khi trời lạnh chúng phải giữ nhiệt, bằng tóc lông hay mỡ và dùng nhiệt được sinh ra bởi các cơ bắp để giữ ấm. Các loại bò sát, lưỡng cư, cá và các động vật không xương sống có máu lạnh. Máu của chúng có nhiệt độ bằng với nhiệt độ bên ngoài, khiến chúng trở nên chậm chạp khi thời tiết lạnh.
Màu “nóng”,“lạnh”: Các màu sắc khác nhau thể hiện những nhiệt độ khác nhau và cả những cảm xúc khác nhau, một điều gì đó mà các họa sĩ cảm nhận được. Đỏ là màu nóng, nguy hiểm bởi vật chất cực nóng, chúng ta cũng đỏ mặt lên khi giận dữ. Xanh dương là màu nguội, được vay mượn từ bầu trời và biển. Người Mỹ Da Đen thường cho màu xanh dương như là biểu hiện sâu sắc của sự thất vọng.
Nhiệt độ
Nhiệt độ là tính chất vật lý của vật chất được hiểu là thang đo độ "nóng" và "lạnh". Vật chất có nhiệt độ cao hơn thì nóng hơn.
Có 3 thang đo nhiệt độ thông dụng: Độ K (Kelvin), độ ˚C (Celsius), độ ˚F (Fahrenheit ). Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn vị Kelvin, kí hiệu là K. Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều nước, nó được đo bằng độ C (1 độ C trùng 274,15 K).
Sự cảm nhận nhiệt độ bằng cảm giác “nóng” hay “lạnh” không phản ánh được số đo chính xác của nhiệt độ. Dụng cụ đo chính xác số đo nhiệt độ là nhiệt kế.
Nhiệt độ có thể tăng lên vô hạn nhưng không thể hạ thấp vô hạn. Giới hạn của nhiệt độ thấp được chọn là không độ của thang nhiệt giai Kelvil và nhiệt độ đó gọilà độ không tuyệtđối.
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 39
Nhiệt kế
Nhiệt kế là dụng cụ dùng để đo nhiệt độ.
Một nhiệt kế có hai thành phần quan trọng: phần cảm nhận nhiệt độ (Ví dụ: bầu đựng thủy ngân hoặc rượu trong nhiệt kế) và phần hiển thị kết quả (Ví dụ: thang chia vạch trên nhiệt kế).
Nhiệt kế hoạt động dựa trên hiện tượng: sự giãn nỡ vì nhiệt của các chất. Các loại nhiệt kế thường gặp là: nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế y tế, nhiệt kế rượu.
Công dụng của chúng trong đời sống:
+ Nhiệt kế thủy ngân: Đo nhiệt độ trong phòng thí nghiệm
+ Nhiệt kế y tế: Đo nhiệt độ cơ thể người. + Nhiệt kế rượu: Đo nhiệt độ khí quyển.
Trong nhiệt giai Xenxiut, nhiệt độ nước đá đang tan là 0˚C,của hơi nước đangsôi là 100˚C.
Để đọc được nhiệt độ trên nhiệt kế ta phải biết đến 2 giá trị: Giới hạn đo (GHĐ) của thước (nhiệt kế) là độ dài lớn nhất ghi trên thước(nhiệt kế).Độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) của thước (nhiệt kế) là độ dài giữa hai vạch chia liên tiếp trên thước (nhiệt kế).
Thân nhiệt là nhiệt độ của cơ thể. Ở người bình thường, nhiệt độ cơ thể luôn ổn định ở mức 37°C và không dao động quá 0,5°C (37°C là nhiệt độ đo ở miệng, ở nách thấp hơn một ít, còn ở hậu môn nhiệt độ cao hơn một ít). Quá trình chuyển hóa năng lượng trong tế bào sản sinh ra nhiệt, nhiệt được tỏa ra môi trường qua da, qua hô hấp và bài tiết. Vì vậy, đảm bảo thân nhiệt ổn định chính là tạo ra sự cân bằng giữa quá trình sinh nhiệt và quá trình tỏa nhiệt
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 40
Thân nhiệt
Sự điều hoà thân nhiệt: Da và hệ thần kinh có vai trò quan trọng trong điều hoà thân nhiệt.
- Da là cơ quan đóng vai trò quan trọng nhất trong sự điều hoà thân nhiệt.
+ Nhiệt thoát ra ngoài môi trường qua da để đảm bảo thân nhiệt ổn định.
+ Khi trời nóng và khi lao động nặng mao mạch ở dưới da dãn giúp toả nhiệt nhanh, tăng tiết mồ hôi, giải phóng nhiệt cho cơ thể. Ngày oi bức, mồ hôi khó bay hơi, sự toả nhiệt khó khăn làm cho người bức bối khó chịu.)
+ Khi trời rét mao mạch ở da co lại, cơ chân lông co để giảm tỏa nhiệt.Trời quá lạnh cơ co dãn liên tục gây (phản xạ run) để tăng sinh nhiệt.
- Vai trò của hệ thần kinh trong sự điều hoà thân nhiệt. + Mọi hoạt động điều hoà thân nhiệt của cơ thể đều là phản xạ dưới sự điều khiển của hệ thần kinh.
+ Sự tăng, giảm quá trình dị hóa ở tế bào để điều tiết sự sinh nhiệt, cùng với các phản ứng cơ, dãn mạch máu dưới da; tăng, giảm tiết mồ hôi, co duỗi cơ chân ống để điều tiết sự tỏa nhiệt của cơ thể đều là phản xạ. Điều đó chứng tỏ hệ thần kinh giữ vai trò chủ đạo trong hoạt động điều hòa thân nhiệt.
Khi nhiệt độ môi trường cao mà không thông thoáng, sự tỏa nhiệt và thoát mồ hôi là ngưng trệ làm nhiệt độ cơ thể tăng cao, ta dễ bị cảm nóng. Đi nắng hay vừa lao động xong, thân nhiệt đang cao mà tắm ngay hoặc ngồi nghỉ nơi gió lùa cũng có thể bị cảm. Mùa rét, nhiệt độ không khí xuống thấp, cơ thể mất
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 41
nhiệt nhiều, nếu không giữ cho cơ thể đủ ấm sẽ bị cảm lạnh. Vì vậy chúng ta nên rèn luyện TDTT hợp lí để tăng sức chịu đựng cho cơ thể và trồng nhiều cây xanh quanh nhà và nơi công cộng.
Ở nhiệt độ bình thường sự bốc hơi mồ hôi làm giảm khoảng 20% nhiệt độ cơ thể, nhưng ở nhiệt độ cao, mồ hôi tiết ra nhiều hơn, khi đó mồ hôi có thể tới 2,5 lít/giờ, nếu độ ẩm không khí cao thì sự bay hơi mồ hôi bị giảm đi. Da truyền nhiệt bằng bức xạ ra môi trường làm giảm 65% nhiệt độ cơ thể trong điều kiện bình thường. Nhưng khi nhiệt độ môi trường tăng lên 37,2˚C thì bức xạ nhiệt đổi hướng: nhiệt truyền từ môi trường vào cơ thể qua da làm cơ thể bị xung nhiệt, hiện tượng này đã trực tiếp tác động lên não, hệ tuần hoàn, hô hấp… bởi vậy phơi nắng lâu làm cơ thể mất nước, trụy tim mạch, mất trí nhớ và dẫn đến tử vong. Đặc biệt nhiệt độ cao trên 40˚C thì tác động trên càng nhanh Khi phải tiếp xúc lâu với môi trường quá nóng, cơ thể bị các rối loạn theo mức độ nặng tăng dần là: ngất, chuột rút, kiệt sức và đột quỵ do nóng.
Bức xạ nhiệt Đối lưu không khí
Đối lưu là sự trao đổi nhiệt bằng các dòng vật chấtchuyển động (chất lỏng, chất khí), xảy ra khi có chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của chất lưu.
Trong chân không cũng như trong chất rắn không thề tạo thành các dòng đối lưu.
Trong chất lỏng gần nguồn nhiệt thì chất lỏng nóng lên, các phân tử nước dãn nở ra, trở nên ít cô đặc hơn, nhẹ hơn nên trào lên và được thay thế bằng chất lỏng nguội hơn. Như vậy tạothành dòng đối lưu.
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 42
nhất, nó hỗ trợ sự sống cho con người, có độ cao từ 0 đến 16km. Phần lớn các hiện tượng mà con người gắn với thời tiết hàng ngày diễn ra ở tầng đối lưu. Đặc trưng của tầng này thể hiện ở các dòng đối lưu của không khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và lạnh đi. Hiện tượng đối lưu đã mang lại tên gọi cho tầng này.
Ngoài lớp khí quyển bao quanh Trái Đất, khoảng không gian còn lại giữa Trái Đất và Mặt Trời là khoảng chân không. Trong khoảng chân không này không có sự dẫn nhiệt và đối lưu. Năng lượng của Mặt Trời đã truyền xuống Trái Đất bằng cách bức xạ nhiệt.
Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt năng bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra trong chân không.
Sự ấm lên toàn cầu bắt đầu với hiệu ứng nhà kính, hiện tượng có nguyên nhân do sự tương tác giữa khí quyển Trái đất và bức xạ từ mặt trời đến.
Dẫn nhiệt Nhiệt lượng
Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt. Ký hiệu: Q. Đơn vị: J (Jun)
Nhiệt lượng được nhận thêm hay mất đi nhờ vào sự truyền nhiệt. Có 3 hình thức truyền nhiệt : Dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt.
Dẫn nhiệt: là hình thức nhiệt năng truyền từ phần này sang phần khác, vật này sang vật khác.
Chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất.
Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.
CO2 là sản phẩm cuối cùng trong cơ thể sinh vật. Nhờ vào việc phân hủy đường hay chất béo kết với ôxy hít vào, sẽ sinh ra
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 43
Khí Các-bô-níc.
năng lượng cho cơ thể, sau quá trình trao đổi chất tiếp tục sinh ra CO2, quá trình này được biết đến như là sự hô hấp của tế bào. Nó bao gồm tất cả các loài thực vật, động vật, nhiều loại nấm và một số vi khuẩn. Trong các động vật bậc cao, CO2 di chuyển trong máu từ các mô của cơ thể tới phổi và ở đây nó bị thải ra ngoài.
Thực vật hấp thụ CO2 từ khí quyển trong quá trình quang hợp. CO2 kết hợp với năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời, sản xuất ra các chất hữu cơ bằng tổ hợp khí các bô níc với nước. Các phản ứng này giải phóng ra ôxy tự do. Đôi khi CO2 được bơm thêm vào các nhà kính để thúc đẩy thực vật phát triển. Thực vật cũng giải phóng ra CO2 trong quá trình hô hấp của nó, nhưng tổng thể thì chúng làm giảm lượng CO2.
Khi ta đốt cháy một tờ giấy hay khúc củi, trong chất bay lên có khí cacbonic. Quá trình đốt cháy các chất hữu cơ, quá trình thối rữa của các xác sinh vật, quá trình nung vôi, lên men rượu, menbia… đều sinh ra khí cacbonic.
Khí quyển của trái đất chứa 0,03% thể tích khí cacbonic. Tuy không độc nhưng khi hàm lượng vượt quá 4% nó có hại cho sức khỏe, vì tan nhiều trong máu, tác dụng lên trung ương thần kinh. Khi hàm lượng cao hơn nữa, nó gây rối loạn các hoạt động của cơ thể. Khí quyển có 10% khí cacbonic sẽ làm người nhanh chóng bị mất trí và có thể chết vì ngừng thở.
Đặc tính của CO2: dường như nó có thể để ánh sáng xuyên qua hoàn toàn, nhưng lại có khả năng hấp thụ mạnh mẽ đối với tia hồng ngoại của sóng dài và có tác dụng cách nhiệt. Hơi nước và khí CO2 trong khí quyển hấp thụ tia hồng ngoại của ánh sáng mặt trời, ánh sáng có thể nhìn thấy chiếu xuống mặt đất.
SVTH: Nguyễn Thị Huyền Trang 44
Rất nhiều người – đặt biệt là trẻ em - không nhận ra được điều này nhưng việc trùm kín đầu trong khi đi ngủ làm tăng lượng khí các bô níc vào cơ thể, và làm giảm lượng oxy, gây tổn thương cho não. Bạn cần không khí trong lành khi đi ngủ để việc trao đổi khí diễn ra đúng cách, vì vậy hãy tránh mặc quần áo quá chật và không che kín đầu bạn khi ngủ.
Bước sóng ánh sáng (đọc thêm)
Ánh sáng là một loại sóng điện từ có bước sóng khác nhau như ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng tia cực tím không nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định. Bước sóng ánh sáng có kí hiệu là λ (lamda).
Người ta sắp xếp và phân loại sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần, hay theo thứ tự tần số tăng dần, gọi là
thang sóng điện từ.
Thang sóng điện từ gồm sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia gamma.
Các tia có bước sóng càng ngắn (tia X, tia gamma) có tính chất đâm xuyên càng mạnh. Trong khi đó, với các tia có bước sóng dài ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.