На главую страницу

Физика → Методика → Олимпиады → Международное исследование образовательных достижений учащихся PISA → Phys → Озон


Озон

Прочитайте следующий отрывок из статьи об озоновом слое и ответьте на вопросы.



5




10




15




20

Атмосфера — океан воздуха и бесценный природный ресурс для поддержания жизни на Земле. К сожалению, человеческая деятельность, основанная на национальных и личных интересах, наносит вред этому общему ресурсу, что проявляется в истощении тонкого озонового слоя, который действует как защитный экран для жизни на Земле.
Молекулы озона состоят из трех атомов кислорода в отличие от молекул кислорода, которые состоят из двух атомов кислорода. Молекулы озона чрезвычайно редкие: их меньше, чем десять на каждый миллион молекул воздуха. Однако на протяжении почти миллиарда лет их присутствие в атмосфере играло решающую роль в сохранении жизни на Земле. В зависимости от того, где он находится, озон может или защищать, или наносить вред жизни на Земле. Озон в тропосфере (на высоте до 10 км над земной поверхностью) — это «плохой» озон, который может нанести вред тканям легких и растениям. Но более 90 процентов озона, находящегося в стратосфере (на высоте от 10 до 40 км над земной поверхностью), является «хорошим» озоном, который, поглощая опасное ультрафиолетовое излучение Солнца, выполняет полезную работу.
Без этого полезного озонового слоя люди были бы более подвержены заболеваниям, возникающим вследствие облучения ультрафиолетовыми лучами Солнца. В последние десятилетия количество озона уменьшилось. В 1974 году была высказана гипотеза, что причиной этого может быть фреон (CFCs). До 1987 года научные исследования причинно-следственных связей не давали убедительных подтверждений о причастности фреонов к разрушению озона. Однако в сентябре 1987 года официальные представители разных стран встретились в Монреале (Канада) и договорились ввести строгие ограничения на использование фреонов CFCs.

Вопрос 1. В приведенном выше тексте ничего не говорится о том, как формируется озон в атмосфере. В действительности каждый день некоторое количество озона образуется, а некоторое исчезает. Способ образования озона показывается с помощью следующего комикса (смешного рассказа в рисунках).

Предположим, у вас есть дядюшка, который пытается понять, что изображено на рисунках. Однако он не получил в школе никакого естественнонаучного образования и не понимает объяснения автора рисунков. Он знает, что в атмосфере нет никаких маленьких человечков, но его интересует, что изображают маленькие человечки комикса, что означают эти странные надписи O2 и O3 и какой процесс представлен на рисунках. Он просит вас объяснить комикс. Предположим, что ваш дядюшка знает:
– что O — обозначение кислорода;
– что такое атомы и молекулы.
Опишите для своего дяди, что показано на каждом рисунке комикса. В своем объяснении используйте слова «атомы» и «молекулы», так же, как они используются в строках 5 и 6.
Решение. Рисунок 1: молекулы кислорода состоят из двух атомов кислорода и обозначаются O2; под действием солнечного света молекула кислорода может расщепиться на два атома кислорода. Рисунок 2: образовавшиеся атомы кислорода взаимодействуют с нерасщеплёнными молекулами кислорода. Рисунок 3: в результате образуются молекулы озона, состоящие из трёх атомов кислорода и обозначающиеся O3.
Правильный ответ: см. объяснение.

Комментарий. Очень странная для российского школьника постановка задачи — трактовать комиксы. Впрочем, для современного западного читателя чтение комиксов — удивительно привычный способ получения информации.

Вопрос 2. Озон также образуется во время грозы. Он создает типичный запах после грозы. В строках текста 9—14 автор объясняет разницу между «плохим» и «хорошим» озоном. Используя термины, приведенные в статье, ответьте на вопрос: каким является озон, образующийся во время грозы, — «хорошим» или «плохим»? Выберите ответ и объяснение, которое подтверждается текстом.

  Плохой озон или хороший? Объяснение
A. Плохой Образуется при плохой погоде.
B. Плохой Образуется в тропосфере.
C. Хороший Образуется в стратосфере.
D. Хороший Хорошо пахнет.

Решение. Грозы происходят у поверхности земли, в тропосфере. В строках 10—12 текста говорится, что озон в тропосфере — это «плохой» озон. Значит, образующийся во время грозы озон — «плохой», потому что образуется в тропосфере.
Правильный ответ: B.

Вопрос 3. В строках 15—16 говорится: «Без этого полезного озонового слоя люди были бы более подвержены заболеваниям, возникающим вследствие облучения ультрафиолетовыми лучами Солнца». Назовите одно из этих заболеваний, указав, что именно оно поражает.
Решение. Действие ультрафиолетового облучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи (загар), приводит к ожогам. А длительное действие ультрафиолета приводит к ожогам кожи и способствует развитию меланомы (различных видов рака кожи). Помимо кожи могут быть поражены глаза: ультрафиолетовое излучение неощутимо для них, но при длительном или интенсивном воздействии вызывает ожог сетчатки.
Правильный ответ: например, рак кожи.

Вопрос 4. В конце текста упоминается о международной конференции в Монреале. На этой конференции обсуждались многие вопросы, касающиеся возможного истощения озонового слоя. Два из этих вопросов приведены ниже в таблице. Могут ли научные исследования дать ответ на приведенные ниже вопросы?

Вопрос: Можно ли найти ответ с помощью научных исследований?
Могут ли сомнения ученых о влиянии фреонов на озоновый слой быть причиной пассивности властей? Да / Нет
Чему была бы равна концентрация фреонов в атмосфере в 2002 году, если бы в атмосферу попало то же количество фреонов, что и сейчас? Да / Нет

Решение. Чтобы ответить на первый вопрос, нужно знать о влиянии внешних факторов (сомнения учёных в каком-то вопросе или, наоборот, наличие строгой теории) на поведение от-дельных индивидуумов и коллективов (власти проявляют пассивность или, наоборот, активность). Это относится к области психологии.
Ответ на второй вопрос можно получить научными исследованиями. Например, можно оценить количество фреонов в атмосфере в 2002 году, прибавив к текущему количеству фреонов в атмосфере количество выбрасываемых в атмосферу фреонов в год, умноженное на число оставшихся лет до 2002 года (эта задача была предложена на тестировании в 2000 году).
Правильный ответ: нет, да.



Оставить комментарий
Сообщить об ошибке