חומרים למורים ולתלמידים > הפעלת הכדור המתחמם

פרק 1. מה גורם להתחממות כדור הארץ?​

שיעור 1.2 מאיפה מגיע פחמן דו-חמצני אנתרופוגני (מעשה ידי אדם) לאטמוספירה? שקופיות 9-28

מטרה: השיעור הזה מציג את הקשר בין שינוי האקלים (וליתר דיוק עליית הטמפרטורות בעולם), אפקט החממה, פליטות פד"ח והשימוש באנרגיה. התלמידים יבינו שעליית הטמפרטורה בעולם נובעת מכמויות גדולות של CO2 שנפלטות בשל השימוש של בני האדם באנרגיה. נוסף לכך, הם ילמדו שאפקט החממה הוא תופעה טבעית שעוזרת לשמור על טווח טמפרטורה הולם בשביל לקיים חיים על פני כדור הארץ. עם זאת, גזי חממה בהיקף מופרז עלולים לגרום לאטמוספרה של כדור הארץ לספוג עוד ועוד חום, וזה מוביל להתחממות גלובלית. 
הדגמה – מה פולט פד"ח 
נר 
גלאי פד"ח 
גפרור או מצית 


שקופיות 10 – 13 – שיעור אחד (45 דקות): 
שקופית 10 – הקשר בין ריכוז פד"ח באוויר לעליית הטמפרטורה בעולם 
– עשו חזרה על נושא המתאם בין עליית הטמפרטורות והפד"ח.  
הזכירו לתלמידים ששני הגרפים אינם מצביעים בהכרח על סיבתיות בין שני הגורמים האלה. אבל היום, אנחנו נבחן את הסיבתיות ביניהם. 
– כדאי לתלות את לוח השאלות המנחה במקום בולט בכיתה ולקרוא בקול רם שאלות מעניינות.  
 
שקופיות 11 – 13: אפקט החממה 
אפקט החממה – הסבר כללי על התופעה, שנותנת את ההסבר לעליית טמפרטורת האטמוספירה בצורה משמעותית מאז המאה ה-19, מאז המהפכה התעשייתית.  
למי שיש אתר אופק, רצוי להשתמש בסימולציה במשימה "התחממות כדור הארץ", שיש בה סימולציה (קישור במדריך למורה)  
  
 בתמונה נראה ציור של כדה"א + מעטפת של אטמוספירה.  
מסביב רשומים בשפה הכימית מולקולות גזי החממה המרכיבות את האוויר/האטמוספרה (פחמן דו-חמצני, אדי מים ומתאן), שגורמות ללכידת חום.  
חשוב להדגיש כי התופעה הזו טבעית, חשובה לחיים על פני כדור הארץ, אך כאשר יש ריכוז גבוה מדי של גזי חממה (כחלק מפעילויות האדם – שריפת דלקי מאובנים) האפקט מוגבר וגורם לכך שכדוה"א יהיה חם יותר מדי.  
  
 אפשרות אחרת – למי שיש מנוי – להראות את הסרטון של בריינפופ "אפקט החממה" ניתן גם להשתמש בחידון שלהם לשאלות סיכום והבנה של הסרטון, אך יש בו גם נושאים נוספים שנלמד בהמשך, חלקם בפרק 2, כמו פוטוסינתזה.   
  
יש גם התייחסות בספר מטח – עמוד 87 
 
שקופית 12: השלמת טקסט – מבוסס על סימולציה מאתר "אופק" – "התחממות כדור הארץ" ניתן להשתמש בסימולציה כדי לענות על השאלות, ואם רוצים, אפשר לבצע את המטלה גם כן. 
https://myofek.cet.ac.il/he/item/2E1CF0F5  
 
(שקופית 13 מכילה תשובות והיא במצב הסתר)  
 
שקופיות 14 – 27 שני שיעורים (סה"כ 90 דקות): 
שקופית 14 (5 דקות): פליטות גזי חממה אנושיות בעולם ב־2020 
פחמן דו-חמצני (CO2) הוא גז החממה השכיח ביותר שנפלט ממקור של פעילות אנושית (כלומר מעבר לפליטות הקיימות בטבע, כולל של בני אדם בצורה טבעית) – נגלה באיזו פעילות אנושיות מדובר במהלך השיעור והשיעורים הבאים. 
שאלות מנחות גם על גרף הגזים.  
האם נתקלתם בגזים האלה? באיזה הקשר? מתי אתם יודעים עליהם?  
(למורה: כדאי לשים לב – גז מתאן יש בולע קרינה אינפרא-אדומה יותר מפד"ח, אך בגלל שיש הרבה יותר פד"ח מאשר מתאן באטמוספרה, השפעת הפד"ח על אפקט החממה גדול יותר) 
 
הרחבה – שקופית 15: האם האדם משפיע על שינויי האקלים – דיון מונחה בכיתה 
(אפשר להתחיל בכתיבת טיעון, ולאחר מכן לדון בזה בזוגות / בקבוצות / במליאה). – לא לכל כיתה זה מתאים – לבחירת המורה אם לדלג. 
רקע למורה:  98% ממדעני העולם שעוסקים בתחום האקלים תמימי דעים שמשבר האקלים המתגעש עלינו הוא תולדה של פליטת גזי חממה, מעשה ידי אדם, לאטמוספֵרה. הזירה המדעית אמורה מעצם הגדרתה להיות מקום שבו גורמים שונים מתווכחים ביניהם על כל סוגיה כדי לדייק ולהבין אותה. גם בסוגיה זו (כמו כמעט בכל סוגיה) ישנם מדענים המחזיקים בדעות שונות מהמקובל – אך שיעור המדענים המחזיקים בדעה שונה זעיר ממש, קטן מההיקף של המקום שמקבלות דעותיהם. המטרה של הדיון כאן היא למסגר את העדויות שיוצגו בהמשך השיעור להשפעת האדם על ההתחממות הגלובלית.  
דוני עם התלמידים: למה אנשים חושבים שזה לא מעשי אדם? האם זה מתוך אידיאולוגיה או שזה מתוך ביסוס? ואם זה ביסוס, אפשר לבחון את זה. 
כאן המקום לבחון האם התלמידים שמעו / מכירים אנשים שטוענים כי אין באמת הוכחה שיש קשר בין התנהגות האדם להתחממות הגלובלית ומה הטיעונים ששמעו.   
אם התלמידים לא מעלים שום טיעונים ניתן להעלות בפניהם את הטיעונים הבאים (ותשובות לטיעונים אלו): 

  1. "שינוי האקלים טבעי ומחזורי" – אכן, קיימת מחזוריות אקלימית במהלך עשרות אלפי השנים האחרונות אבל האופי של משבר האקלים שאנו נמצאים בעיצומו שונה מהותית מהגלים שקדמו לו: קצב העלייה מהיר יותר משמעותית מבעבר, וכבר עכשיו נמצא מעל לשיאי הגלים הקודמים. ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספֵרה עולה על כל מה שתועד עד כה בצורה קיצונית.
  2. "היו גלי חום ואירועי קיצון גם בעבר" – אומנם היו גלי חום ואירועי קיצון בעבר, אבל מעצם הגדרתו, אקלים הוא סך כולל של אירועי מזג אוויר. מה שנמצא הוא שהטמפרטורה הממוצעת עולה בהדרגה ושמספר אירועי הקיצון עולה וגם שחומרת האירועים עולה.  

 
שקופית 16: מה גורם לעלייה המשמעותית בריכוז הפד"ח שהחלה במאה ה-19? 
בחזרה לגרף ריכוזי הפד"ח באטמוספירה של כדוה"א:  
איזה מאפיין מייחד את המחצית השנייה של האלף השני (משנת 1500 ואילך) וגורם לעלייה בפליטות הפד"ח? בקשי מהתלמידים לשער. לאחר מכן שאלי: אילו פעולות של בני אדם פולטות פד"ח? שריפת דלק במכונית, הפקת חשמל ועוד.  
 
לפני שהשיעור מסתיים – מטלה לבית:  
 תני משימה לתלמידים הביתה: 
חשבו על דרך בה אתם משתמשים באנרגיה בחיי היום-יום שלכם, וצלמו תמונה או מצאו תמונה של זה. היו יצירתיים!  
 העלו את התמונה שלכם לדיון בGoogle Classroom / בקבוצת הווטסאפ (לבחירת המורה)  
  
שקופית 17: הדגמה: כיצד ומתי נפלט פחמן דו-חמצני?  
הדגמה הממחישה שאש (בעירה) פולטת פד"ח (באמצעות חיישן).  
שאלו את התלמידים מה גורם לעלייה המשמעותית בפד"ח מהמאה ה-19, וככל שאתם יודעים, מה פולט פד"ח? 
 הראו לתלמידים את גלאי ה־CO2. הדליקו אותו והקריאו את הריכוז של הפד"ח ביחידות ppm, והסבירו (חלק מתוך מיליון חלקיקים parts per million). 
הדליקו את הנר, הציבו את הגלאי קרוב לנר וקראו את המספר שוב. הוא אמור לקפוץ גבוה מאוד מיד. 
סכמו במחברת: הדלקת נר פולטת פד"ח. 
* הגלאי עלול לצפצף כשרמת הפד"ח עולה.  
לחצו על כפתור עם ציור + למשך כמה שניות עד שהוא מפסיק. 
 
שקופיות 18 – 24: מה פולט פד"ח? דיון בליווי תמונות 
התחלת הפעילות מתייחסת לתמונות שתלמידים העלו, הקשורים למטלת הבית – בה התבקשו לצלם תמונה של שימוש באנרגיה בחיי היומיום שלהם.  
כדאי להתייחס לכל תמונה – האם היא קשורה לפליטת פד"ח? האם קשורה ליצירת אנרגיה?  
ניתן לשאול את התלמידים בע"פ או לבקש מהם לכתוב במחברת, ואז לשאול אותם מה רשמו  
  
אפשר להכין טבלה ולסמן בה V אם יש פליטת פד"ח ואם יש קשר ליצירת אנרגיה  
  
לאחר מכן, אם יש תמונות במצגת בשקופיות 19 – 24. שלא התייחסו אליהן התלמידים, כדאי להראות ולדון באותן שאלות, וכיצד התמונה קשורה לחיים שלי (כל הנ"ל קשור לחיים שלהם, לפחות של חלק מהם, אם לא כולם טסים או מזמינים מוצרים דרך האינטרנט).  
  
עברו על התמונות בשקפים 19 -24: האם התמונה קשורה לפליטת CO2? האם התמונה קשורה לאנרגיה?  

  1. מכוניות שורפות בנזין (ופולטות פד"ח) במנועים שלהן כדי לנסוע (להפיק אנרגיה לנסיעה).
  2. ספינות שורפות מזוט (ופולטות פד"ח) במנועים שלהן כדי לשוט (להפיק אנרגיה).
  3. מטוסים שורפים דלק מטוסים (ופולטים פד"ח) כדי להמריא ולטוס (להפיק אנרגיה למטרת ההמראה, הטיסה, כולל מיזוג ותאורה, עצמה והנחיתה).
  4. על מנת להפיק אנרגיה חשמלית לשימוש במוצרי החשמל, לרוב שורפים פחם (נפלט פד"ח) או גז טבעי (נפלט פד"ח)
  5. ב-2023 כ-80% מהאנרגיה של ארה"ב הופקו מדלקי מאובנים: בעיקר נפט, פחם ואז גז טבעי. כ-7% מהאנרגיה הופקו בכורים גרעיניים, וכ-13% ממקורות של אנרגיה מתחדשת (4% מתוכם של רוח).  
    בישראל רוב השנים חשמל מיוצר משריפה של פחם. בשנים האחרונות עברנו להשתמש בעיקר בשריפה של גז. (חשמל = אנרגיה חשמלית). פד"ח נפלט משריפה של פחם וגם של גז. ימין למעלה: כבשן בתחנת כוח פחמית. ימין למטה: ארובות של תחנת כוח פחמית. משמאל: תחנת כוח המפיקה חשמל מגז טבעי: טורבינות ופליטות פד"ח
  6. במטרה להתיך את הפלדה, ולשנות את צורתה, מייצרים חום (אנרגיה) בעזרת בעירה, ואז נפלט פד"ח בתהליך.  

 
הרחבה – שקופיות 25 – 26: 
שקופית 25:  פליטות גזי חממה העולמיות לפי מגזר – נתונים משנת 2016  
פרטים לגבי הגרף: נתונים משנת 2016 – פליטות גזי החממה העולמיות היו שקולות ל49.4 מיליארד טון פד"ח.  
הערה: שימוש באנרגיה לבתים כולל בתוכו בתים פרטיים, בתי מלון, מסעדות, מרכזי קניות וכדומה. 
הקריאו את תרשים העוגה. הדגישו שרוב גזי החממה מגיעים משימוש באנרגיה, וש־CO2 הוא 76% מסך כל פליטות גזי החממה. 
 
שקופית 26: צריכת אנרגיה היא המקור העיקרי לפליטת פד"ח  
בגרף פליטות גזי חממה לפי מגזר – רוב גזי החממה נפלטים (73.2%) במגזר של צריכת אנרגיה. 
צריכת אנרגיה, בה נפלט גז חממה, היא תהליך בו נשרף חומר דלק ונפלט פד"ח. 
רוב הפחמן הדו-חמצני שנפלט, מקורו בצריכת אנרגיה של ענפי התעשייה, של בניינים (צריכה ביתית) ושל תחבורה. 
בגרף אחוז פליטות גזי חממה נראה כי פד"ח מהווה כ-76% מכלל גזי החממה הנפלטים לאטמוספירה 
מסקנה: צריכת האנרגיה היא המקור העיקרי לפליטת פחמן דו-חמצני, ולכן זהו הגז בו נתמקד ביחידה זו, שעוסקת בהתחממות כדור הארץ. 
 
שקופיות 27 – 28: התלמידים מכינים את הגרסה הראשונה של מודל מחזור הפחמן. 
אפשר לתת דוגמה אחת של פעילות אנושית הגורמת לפליטת פד"ח אל האטמוספירה: צריכת חשמל ביתית (לחימום, לקירור, לבישול, כביסה ועוד). 
העבודה תהיה בזוגות (או בשלשות). 
את המודל אפשר לצייר במחברת / על דף A4 לבן / לצייר במחשב האישי (אפשר לצייר לפי טעמם ויכולתם), 
ולהוסיף את הפעילויות של האנושות שגורמות לפליטה של פד"ח (אפשר לרמוז שמדובר בפעילויות שראו בגרף בשקף הקודם). 
כדאי לעבור בין התלמידים, לעזור, להגיב, לראות מה חסר, וכשהרוב סיימו, לאפשר לפחות לחלק מהתלמידים לשתף את הכיתה, או זוג ישתף זוג אחר או להעלות את כל המודלים כתמונה לקבוצת הווטסאפ הכיתתית וכדומה. 
ניתן להראות לתלמידים את שקופית 28 כמודל מסכם מוסכם על כולם. 

המלצות תזמון:

3*45 דקות

עקרונות תכנון:

  • יצירת מודל
  • טיעונים
  • חקירה מדעית

העשרה:

הסבר על אפקט החממה 
(ניתן לכתוב במחברת): 
האטמוספרה של כדור הארץ מורכבת בעיקר מחנקן ומחמצן, אבל יש בה גם גזים אחרים.  
פחמן דו-חמצני, אדי מים ומתאן הם גזי חממה.  
לגזי חממה יש מולקולות גדולות הסופגות קרינה אינפרא-אדומה (IR) – קרינת חום בלתי נראית לעין האנושית. כאשר המולקולות של גזי החממה סופגות את קרינת השמש, הן מתחילות לרטוט(לזוז) ומחממות את האוויר שסביבן.  
המולקולות פולטות את קרינת החום חזרה אל האטמוספרה, וכך האטמוספירה מתחממת. התהליך הזה נקרא אפקט החממה כי כמו התקרה השקופה בחממה, גזי החממה לוכדים את החום ולא נותנים לו לברוח אל החלל. 
 
הרחבה: 
סרטון של NASA (עם כתוביות בעברית) המדגים את אפקט החממה: https://youtu.be/SN5-DnOHQmE  
מתוך https://climatekids.nasa.gov/greenhouse-effect 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

שקופית 14: מידע נוסף והרחבה נמצא באתר המשרד להגנת הסביבה – משיבים למכחישי משבר האקלים 
 
כתבה על טיקטוק שמצנזרת סרטונים המכילים מידע שקרי על משבר האקלים 
 
כתבה באתר זווית בחינוך משנת 2019, כשטראמפ היה הנשיא – על הכחשת משבר האקלים במדינות מסויימות בארה"ב – מספיק הסרטון שמופיע באתר