3.2.4. Методические указания по использованию тсо и эвм

№№ п-п	Наименование	Год издания (состава)	Кол-во экз.
Т-1	Методические указания к программе «Эколог»	2005	12

Примечание:

Порядковая нумерация двухиндексная: Т-1, Т-2, Т-3 и т.д.

4. Протокол согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности

на _______/_______ учебный год

Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину	Кафедра	Предложения об изменениях в пропорциях материала , порядка изложения	Принятое решение (протокол №, дата), кафедрой, разрабатывающей программу

Примечание.

Рабочая программа согласуется с профилирующей (выпускающей) кафедрой и кафедрами, обеспечивающими преподавание дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину.

Дополнения и изменения в рабочей программе на ______/______ учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

Рабочая программа пересмотрена Заведующий кафедрой

_________________________________

"_____"__________________________г.

Проректор по учебной работе

Внесенные изменения утверждаю _______________________________

"____"_________________ _____ г.

Содержание

стр.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

2. Содержание дисциплины

2.1.Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий

2.2. Наименование тем (вопросов), целиком выделенных для

самостоятельной проработки студентами

2.3. Практические занятия, их содержание и объем в часах

3. Учебно-методические материалы по дисциплине

3.1. Основная и дополнительная литература

3.2. Перечень наглядных и других пособий

3.2.1. Условные обозначения ТСО 3.2.2. Наглядные и другие пособия и ТСО

3.2.3. Методические пособия и указания

3.2.4. Методические указания по использованию ТСО и ЭВМ

4. Протокол согласования

Дополнения и изменения к рабочей программе

Приложение а

Методические рекомендации для преподавателя

Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от реально складывающейся ситуации учебного процесса. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способ изложения того или иного вопроса.

Основные приемы изучения материала и используемый соответствующий задачный материал рассмотрен в учебниках и учебных пособиях издательства УГТУ (приведены в списках основной и дополнительной литературы).

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Методические указания для студентов

1. Пример решения тестов.

После изучения соответствующих разделов в качестве инструмента проверки знаний предлагается контроль в тестовой форме.

Примеры решения тестов:

Выберите правильный ответ:

Силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов, называют:

1. условиями среды;

2. абиотическими факторами;

3. биотическими факторами;

4. антропогенными факторами.

Правильный ответ – абиотические факторы (2)

2. Примеры решения задач.

Задача 2.1.

Оцените, на сколько лет хватит запасов лесных массивов на планете (площадь суши 1,5-1O⁷ км², леса занимают около 25 % площади суши), если ежесекундно вырубается 1 га. Возобновление лесов в среднем не превышает 10 % от площади сведенных лесных массивов.

Опишите основные функции лесов и главные последствия их интенсивного уничтожения.

Решение

В течение года с учетом возобновления вырубается:

S = (S_выр.-S_воз.) 3600•24•365 = (1,0 - 0,1)•365•24•3600=2,8•10⁷ га/год или S = 2,810^s км²/год.

Следовательно, запасов лесных массивов хватит на

Основные функции лесов:

- стабилизация круговоротов биогенных веществ (зрелые или климаксные леса ничего не производят и ничего не потребляют);

- стабилизация сообществ (устойчивость экосистем), почвенного слоя и потоков воды;

- производство первичной биологической продукции.

Последствия сведения лесов:

– нарушение круговоротов биогенных веществ, потеря устойчивости экосистем и биосферы в целом из-за недостаточности первичной биологической продукции;

- увеличение содержания СО₂ в атмосфере и как следствие - "парниковый эффект" из-за окисления биомассы и гумуса почв;

- изменение влагооборота;

- эрозионные потери почв.

Задача 2.2.

Содержание О₂ в атмосфере равно 1,2-10¹⁵ т. Способность биомассыпроизводить О₂ составляет 2* т/год. Количество кислорода в атмосференесмотря на продуктивность биомассы, уменьшается в среднем на т/год.

Оцените вклад населения планеты как отдельных потребителей в уменьшение его концентрации.

Перечислите главные источники потребления кислорода, на что заменяется кислород в атмосфере.

Решение

Ежегодное уменьшение содержания О₂ в атмосфере равно наблюдаемому уменьшению его содержания плюс способность биоты производить кислород то есть:

Q = т/год.

Следовательно, запасов кислорода в атмосфере, при сохранении современного уровня его потребления, хватит на:

Сравнивая этот результат с предыдущей задачей, делаем вывод, что живые организмы на планете исчезнут не из-за уменьшения содержания кислорода в атмосфере, а из-за отсутствия органического вещества ( первичной биологической продукции)

Население на нашей планете оценивается в 5,6 млрд. человек. Средний объем легких человека составляет 4 л, средняя частота дыхания равна 30 дыханий/минуту, средний объем газа в легких равен 30%, содержание 0₂ в воздухе – 21%.Следовательно, каждый человек ежеминутно потребляет кислорода:

V, = 4 • 30 • 0,3 • 0,21 = 7,56 л/мин или V, = 7,56*60*24*365=3,97*10⁶ л/год или 3,97*10³ м³/год, так как плотность кислорода ровна 1,3 кг/м³, то годовое потребление 0₂ одним человеком составляет

Q=3, 97*10³*1,3=5,16*10³ кг/год, а все человечество ежегодно потребляет в 5,6 млрд раз больше, а именно: Q_бум=5,16*5,6*10⁹=29 млрд. т/год , окончательно, вклад человечества в потребление кислорода равен:

или 9,7%

Поглощаемый в процессе техногенной деятельности человека кислород замещается в атмосфере, главным образом, на СО₂.

Задача2.3

Поступление СО₂ в атмосферу равно 7 млрд. т/год, а его содержание в тропосфере - 711 млрд. т. При отсутствии СО₂ в тропосфере средняя глобальная температура на планете составляла бы 255 К, в настоящее время - 288 К. По экспертным оценкам подъем средней глобальной температуры на планете на 3,6 градуса может вызвать подъем уровня Мирового океана на 5 м. Россия находится в среднем на высоте 75 м над уровнем моря. Через какой период времени жители России могут утонуть, если сохранится существующая мощ­ность выбросов СО₂?

Решение

Выброс каждого 1 млрд т СО₂ в атмосферу вызывает повышение температуры на:

ΔТ = =0,0464 градуса/Гт.

Поэтому, при сохранении мощности эмиссии СО₂ в атмосферу на современном уровне, подъем средней глобальной температуры на 3,6 К Может произойти за время:

где М = 7 млрд. т/год (М - уровень прироста СО₂ в атмосфере).

Таким образом, окончательно получим, что жители России утонут при этих обстоятельствах через:

11,08*=116,2 года

Задача2.4

Среднесуточная концентрация паров тетраэтилсвинца в воздухе по данным городской СЭС в районе жилого массива составляет 0,0005 мг/м³. Какое максимальное количество РЬ поступит в организм одного жителя за теплый период времени года (6 месяцев), если коэффициент выведения свинца яз организма не превышает 0,01?

Решение

Объем воздуха, поглощаемый одним человеком за б месяцев, равен:

V=v*f*t₁*t₂*t₃*t₄*d.

Где v-средний объем легких человека (4 л); f - средняя частота дыхания (30 вдохов/минуту); t₁ - количество минут в 1 часе; t₂ - количество часов в сутки, проводимых в жилом помещении в среднем (12 часов); t₃ - количество дней в месяце(30), t₄ - количество учитываемых месяцев (6); d - средний коэффициент обмена воздуха в легких (0,3).

V = 4*30*60*I2*30*6*0,3 = 4,67 л ИЛИ

V = 4,6710³m³.

Следовательно, за данный период времени в организме человека накопитсясоединений свинца:

М=(С-а*С)*V

где С - концентрация паров Рв в воздухе, а - коэффициент выведения Рв из организма.

М _Рв = (0,0005- 0,01 • 0,0005) 4,67-10' = 2,3 мг соединений свинца.

Задача 2.5

Оцените средний вклад одного человека в загрязнение Мирового океана, если на 1 км² поверхности океана приходится 17 т отходов с суши.

Решение

Радиус земного шара R = 6400 км, площадь шара оценивается как S = 4πR². Так как мировой океан занимает 2/3 площади земного шара, то площадь мирового океана составит:

S_м.о. = 2/3*4πR²=3,43*10⁸ км².

Вклад каждого человека в загрязнение океана равен:

q= S_м.о. *m /N,

где m - количество отходов, приходящееся на единицу площади океана; N - численность населения Земли.

q = 3,43*10⁸ *(17 /5,6*10⁹) = 1,04 т/чел.

Задача 2.6

Годовые мировые перевозки нефти морским транспортом составляют в среднем 10 млрд. т. По оценкам экспертов при таких перевозках в Мировой океан попадает до 1 % нефти и нефтепродуктов от транспортируемого количества. Какая площадь Мирового океана ежегодно покрывается пленкой нефти?

Перечислите основные последствия загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами.

Решение

Площадь Мирового океана составляет:

км² (смотри предыдущую задачу)

Следовательно, количество нефтепродуктов M_неф, попадающих в океан, равно:

М_неф = ==0,1млрд т/гол,

где М - объем перевозок нефти и нефтепродуктов;

d - доля, теряемая при транспортировке.

Примем, что средняя толщина пленки нефтепродуктов на поверхности воды (h) равна 1 мм. Плотность нефтепродуктов составляет = 0,87 т/м³, поэтому площадь, занятая нефтепродуктами, будет равна:

S_н.пр=M_неф /км². Окончательно получим, что доля Мирового океана, ежегодно покрываемая нефтепродуктами из-за танкерных перевозок, без учета аварий, составляет:

Основные последствия загрязнения Мирового океана нефтью и

нефтепродуктами:.

- уменьшение, содержания растворенного кислорода в поверхностном слое воды (биохимическое окисление);

- изменение условии газообмена на границе: атмосфера - водная среда;

- воздействие на морские экосистемы, вплоть до выпадения отдельных видов (в основном на нейстон);

- изменение температуры поверхностных слоев из-за изменений условий испарения.

Задача 2.7

Оцените, чему равна доля энергии, производимой! человечеством, от всей энергии Солнца, достигающей земной поверхности, если в 1991 г. в Мире было произведено МО¹¹ кВт ^. ч /год энергии. Солнечная постоянная, характеризующая полный поток энергии, поступающей в единицу времени на единицу площади, перпендикулярной направлению солнечных лучей, за пределами атмосферы, равна 8,2 Дж/(см²мин). Среднее количество радиации, поступающее в верхние слои атмосферы от Солнца, составляет 1050 кДж/(см²-год). Из этого количества радиации - 30 % отражается атмосферой и земной поверхностью (доля атмосферы около 10 %), - 25 % поглощается атмосферой, а - 45% поглощается Землей.

Решение

Доля энергии от Солнца, достигающая поверхности Земли, равна:

D = Q (d, + d₂)= 1050 (0,1 + ,0,25) = 367,5 кДж/(смгод);

или D =кДж/(кмгод)

где - доля энергии, отражаемая и поглощаемая атмосферой;

Q - плотность потока солнечного излучения за пределами атмосферы.

Полный поток солнечной энергии, достигающий поверхности Земли, равен:

кДж/год.

Количество произведенной энергии в Мире человечеством за год:

или, так как 1 кВт^. ч= 3600 кДж,

Q = 3,б^.10¹⁶кДж/год.

Окончательно, доля энергии, производимая человечеством, равна:

D == 3,6^.10¹⁶/I,89^.10²¹ = 1,9^.10^-5

или в процентах -1,9^.10^-3%.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ухтинский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор

_______________В.К. Хегай

"____"_____________ 200__ г.