Урок на тему «III-А группа периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева»

В качестве самого дешевого и доступного сырья учащиеся называют воздух. Они знают, что воздух это механическая смесь газов, в основном кислорода и азота. Вместе с преподавателем ученики устанавливают различия в физических свойствах кислорода и азота, обратив внимание на различие температур кипения азота (-196 °С) и кислорода (-183 °С) при парциальном давлении 10,1 МПа.

Экскурсия

Учащиеся посещают кислородный цех, который включает в себя машинный зал, разделительное отделение, наполнительное отделение, слесарную мастерскую и др.

Экскурсия проводится по следующему плану:

сырье для получения кислорода (воздух), его подготовка (очистка)

производственный процесс получения кислорода

продукция данного производства и ее применение

контроль производства (работа химической лаборатории завода)

Экскурсия начинается с осмотра машинного зала; учащиеся наблюдают работу турбокомпрессоров, подающих воздух, фильтров для его очистки, водяных холодильников, регенераторов, турбодетандеров, теплообменников, ректификационных колонн, конденсаторов, абсорбера для поглощения оксида углерода (IV) и др. оборудования. Ученикам объясняют, что воздух, из которого получают кислород, засасывается турбокомпрессорами из атмосферы и очищается в фильтрах от пыли. Учащиеся наблюдают за работой машиниста-компрессорщика, а экскурсовод рассказывает, что входит в его обязанности. Машинист компрессорных установок обеспечивает пуск, остановку, переключение компрессоров, наблюдает за работой всего вспомогательного оборудования. При этом следует подчеркнуть, что для успешного выполнения работы машинист-компрессорщик должен владеть знаниями основ механики и химии, законов термодинамики и электротехники, он должен уметь читать схемы и чертежи и т.д.

Далее экскурсовод должен рассказать, как переводится воздух в жидкое состояние. Учащимся объясняют, что воздух, как и любой газ, переходит во время сжатия в жидкое состояние только тогда, когда его температура будет ниже критической при данном давлении. Известно, что для воздуха критическая температура равна -141 °С при критическом давлении 3,7 МПа. При этих параметрах начинается сжижение воздуха, поэтому воздух подвергают глубокому охлаждению (зона температур –100 °С). Сначала турбокомпрессором воздух сжимают (до 20 МПа). При этом он разогревается, вследствие межмолекулярного взаимодействия. Затем дают возможность быстро расшириться, предварительно пропускают через водяной холодильник, а затем делят на четыре потока и направляют в регенераторы для дальнейшего охлаждения. Во время расширения у реальных газов ослабевает взаимное притяжение соседних молекул. На разрушение межмолекулярных связей расходуется внутренняя энергия газа, в результате чего и происходит охлаждение. С этой целью осуществляют дросселирование: сжатый воздух пропускают через специальный вентиль, вследствие этого понижается давление. Но чаще сжатый воздух подают в специальные поршневые детандеры, принцип работы которых такой же, как и у паровой машины. Воздух двигает поршень; при этом на выполнение работы расходуется энергия, и температура воздуха понижается.

В результате этих процессов воздух сжимается. Теперь он подается для разделения на отдельные компоненты в специальные ректификационные колонны, в основе действия которых лежит различие в температурах кипения азота (-196 °С) и кислорода (-183 °С) при нормальном давлении (0,1 МПа).

Для более полного разделения последовательно используют две ректификационные колонны. Одна из них работает при более высоком давлении (до 0,6 МПа), другая при более низком (0,1 МПа). Первым из жидкого воздуха удаляется азот, затем инертные газы.

Проблема нравственного воспитания детей младшего дошкольного возраста в психолого-педагогической литературе
Жизнь человечества в ХХI веке, по мнению ученых, в решающей мере зависит «от сферы образования, от направленности и результативности обучения и воспитания подрастающих поколений, от их интеллектуальн ...

Выявление эффективности использования методов стимулирования в современной начальной школе
Опытно-экспериментальная работа по формированию у младших школьников культуры поведения включает в себя несколько этапов: - подготовка проведения эксперимента; -констатирующий срез по выявлению уровн ...