تحولات الطاقة

الفصل الرابع

تحولات الطاقة

المدخل المنظومي لدراسة الكون والطاقة

محدبة

مستوية

مقعرة

أنواع

المرايا

انعكاس الضوء

( في المرايا )

انكسار الضوء

( في العدسات )

أنواع

العدسات

محدبة

مقعرة

تصحيح عيوب النظر

تستخدم نظارات مزودة بعدسات

عيوب

النظر

حاسة

الإبصار

الميكروسكوبات

الكائنات

الدقيقة

فطريات ، طحالب

بكتريا ، فيروسات

حول محورها

تعاقب الليل والنهار

حول الشمس

تتابع الفصول

التلسكوب

المجموعة الشمسية

دوران الأرض

التربة

كوكب الأرض

دوران الشمس

سرعة الرياح

اتجاه الرياح

الرياح

( مورد متجدد )

حول محورها

وحول المجرة

مياه ( مسطحات مائية )

( مورد متجدد )

( طاقة حركية )

مساقط مياه وشلالات

طاقة

كهربائية

بخار ماء

السحب

( طاقة حركية )

طواحين هواء

​

الأعمدة

المراكم

طاقة ضوئية

في المصباح الكهربائي

الدوائر الكهربائية

المحاليل الألكتروليتية

انحلال كهربي

قانون أوم

الارتباط الأيوني

(مركبات أيونية )

( طاقة ضوئية )

خلايا شمسية

( طاقة حرارية )

سخانات شمسية

نباتات

تتكون مواد كربوهيدراتية

( مورد متجدد )

حيوان أكل عشب

( مورد متجدد )

حيوان أكل لحوم

( مورد متجدد )

بترول

( مورد غير متجدد )

فحم

( مورد غير متجدد )

احتراق في الأكسجين

( تفاعل أكسدة )

الارتباط لتساهمي

في الأكسجين

كربونات كالسيوم

ثاني أكسيد الكربون

وبخار الماء

طاقة حركية

( توربينات بخارية )

ثاني أكسيد الكربون

+ أكسيد كالسيوم

الارتباط لتساهمي

في ثاني أكسيد الكربون

طاقة

حرارية

المدفأة

المدخل المنظومي لدراسة الكون والطاقة

تعطي

تعطي

تتحول إلى

تتحول إلى

قياس

يتصــاعد

أمطار

تــنـــفــــس

إمرار الغاز

في ماء جير

انحلال حراري

+

تتحول إلى

تعطي حرارة

تعطي ضوء

أشــــعة ضوئية

متوازية تعاني

أطاقة

حرارية وضوئية

​

منــــها

امتصاص ضوء

وماء وأملاح

تمثيل غذائي

تستخدم

في

يتغذى

عليه

موت وتحلل

في باطن الأرض

موت

وتحلل

في باطن الأرض

رؤية

يتغذى علية

عن طريق العدسات مع المرايا في

نرى بها

تساعد على

تحريك

العدسات

مع المرايا

تعطي

تعطي

يحدث

سريان التيار

الكهربي في

توصيل

أعمدة

حرارة

تمتص

الفصل الخامس

ورقة عمل

• من خلال ورقة العمل التي أمامك وباستخدام الأدوات الآتية :-
• قم بإجراء عدة صور منن تحولات الطاقة موضحاً نوع التحول ومستعيناً بالمخطط المنظومي السابق
• الأدوات :-
• خيط - كرة معدنية أو حجر صغير- مسطرة - أسلاك نحاس – نابض - مطاط - مغناطيس طبيعي - مسمار حديد - بوصلة - خلية شمسية - مصباح كهربي - محرك كهربي (موتور)- مولد كهربي (دينامو) - محرك تربوني- حوض - ماء - حمض كبريت مخفف- صفيحتين - نحاس وخارصين - جلفانو متر حساس- موقد - مرجل ماء - مروحة

المخطط المنظومي

أولاً:- تحول الطاقة الكامنة إلي طاقة حركية ثم إلي طاقة كهربائية

تحول الطاقة الكامنة إلي الحركة والعكس

تحول الطاقة الحركية إلي كهربية

صور الطاقة الحركية

تطبيق عملي

هل يمكن صنع محرك دائم الحركة باستخدام تحول الطاقة الكامنة إلي الطاقة الحركية والعكس؟

• أقترح نموذجاً يولد حركة دائمة بهذه الفكرة !

نماذج أخري من المحركات الدائمة الحركة

الحركة فى الكون

• حركة المقذوفات
• حركة الأجسام فى الفضاء

ثانياً :- تحويل الطاقة الكهربائية إلي طاقة حركية

• الطاقة الكهربائية إلي طاقة حركية إلي

مغناطيسية

• الطاقة الكهربية إلي حركية

تطبيق عملي أقترح منتج يعمل بالطاقة الكهربية

ويحولها إلي حركية مفيدة

لاحظ حركة الإبرة المغناطيسية

برادة إلكترونية

ثالثاً:- الطاقة الكهربائية إلي حرارية

• تحول الطاقة الكهربائية إلي حرارية
• الطاقة الكهربية إلي حرارية

​

رابعاً:- الطاقة الكهربائية إلي ضوئية

• الطاقة المختزنة في البطارية
• الطاقة الكهربية إلي ضوئية

​

خامساً :- تحول الطاقة الضوئية إلي طاقة كهربائية

تطبيق عملي أقترح عمل جهاز واحد يضم الطاقة الضوئية الكهربية والحركية معاً

برادة إلكترونية

سادساً:- الطاقة الضوئية إلي الطاقة الحرارية

• الطاقة الضوئية إلي الطاقة الحرارية.
• الطاقة الضوئية إلي الطاقة الكيميائية.

سابعاً :- تحول الطاقة الكيميائية إلي طاقة كهربائية

• تحول الطاقة الكيميائية إلي كهربائية في البطارية

​

• لديك الأدوات الأتية :- صفيحتين (نحاس - خارصين)
• - وعاء به حمض كبريت مخفف - جلفانو متر حساس
• - أسلاك نحاس
• سؤال : -هل يتحرك مؤشر الجلفانو متر ؟
• ماذا نستنتج ؟
• الإجابة :- الملاحظة :- نلاحظ تحرك مؤشر الجلفانو متر عند وضع اللوحين النحاس والخارصين في حوض كما بالشكل الاستنتاج:- نستنتج أنه حدث تفاعل كيميائي بين الحمض والصفيحتي(Zn-Cu) نتج عن ذلك تيار كهربائي استدل عليه مؤشر الجلفانو متر ويسمي هذا الجهاز باسم الخلية الكهربائية البسيطة

ثامناً:- تحول الطاقة الكهربائية إلي الطاقة الكيميائية

• الأدوات :- بطارية - حوض به ماء محمض بقطرات من حمض الكبريت H2SO4 – سلك نحاس
• سؤال:- وضح كيف يمكنك باستخدام هذه الأدوات تحليل الماء إلي عنصرين (الهيدروجين الأكسيجين )؟
• باستخدام المصدر الكهربي (البطارية)
• نصل قطبيها بنقطتين توصيل داخل
• أناء تحليل كهربي كما بالشكل يتم فصل
• الماء إلي عنصريه الهيدروجين
• والأكسيجين بنسبة 2(H):1 (O)

​

تحول الطاقة الكيميائية إلي طاقة حراري ثم إلي طاقة حركية

• تحول الطاقة الكيميائية إلي طاقة حراري
• لاحظ الأشكال الأتية ثم بين كيف أن الوقود (البنزين)يجعل محرك السيارة يعمل

تحولات الطاقة (نظرة عامة)

• تحولات الطاقة أهمية كبري في قضاء حاجة الإنسان وفي أغلب الأحيان تتحول أشكال الطاقة المختلفة إلي طاقة حرارية منها إلي طاقة حركية ... الخ
• سؤال :- تتبع بعض الأمثلة عن تحولات الطاقة في المخطط الذي أمامك موضحاً تطبيق قانون حفظ الطاقة إثناء تحولاتها المختلفة مع العلم أن جزء من الطاقة يهدر عند كل تحويل
• أمثلة :- أنظر للمخطط الذي أمامك واستخرج منه أمثلة بشرط أن تعود إلي نفس النقطة التي بدأت منها

تحولات آخري

الفصل الخامس

• انتقال الطاقة
• سؤال :-
• 1- عدد طرق انتقال الطاقة ؟
• 2-أذكر أمثلة علي أتقال الطاقة؟
• 3- وضح العلاقة بين انتقال الطاقة وتحولاتها ؟
• ملحوظة :- استخدم مخطط الكون والطاقة

رجوع إلي مخطط

الكون والطاقة

�أولاً:- انتقال الطاقة عن طريق الاصطدام

• ماذا تلاحظ عند :-
• 1- اصطدام سيارة بحجر ساكن
• 2- اصطدام الهواء بعجلة الطاحونة الهوائية
• 3- اصطدام الماء المتساقط من الشلالات بعجلة في الطاحونة الهوائية
• 4- اصطدام المطرقة بمسمار
• سؤال:- هل يعني ذلك انتقال الحركة وانتقال الطاقة ؟

الاستنتاج العام

• من الممكن نقل الحركة من جسم إلي آخر عن طريق الاصطدام وهذا يعني انتقال الطاقة ولكن جزء من الطاقة يهدر من صور مختلفة مثل الحرارة والصوت و مقاومة الاحتكاك ... الخ
• أنواع التصادم :-
• 1- تصادم غير مرن :- الذي يصحب هدر في الطاقة ويكون فيه مجموعة طاقة قبل الاصطدام وبعده غير ثابت
• مثال:- رق المسمار بالمطرقة أو الهواء بالطاحونة
• 2 – تصادم مرن :- الذي لا يصحبه هدر في الطاقة ويكون مجموع الطاقة الحركية للجزيئات قبل الأصطدام وبعده ثابت
• مثال تادم جزيئات غاز محصور أو تصادم كرات بلياردو

ثانياً :- انتقال الطاقة بواسطة الأجسام المرنة

• هل يعني عمل القوس ومنبه الساعة أنتقال الطاقة من جسم لآخر عن طريق الصدام ؟
• ج :- الأجسام المرنة تنقل الطاقة وتختزنها
• الجسم المرن يقاوم تغيير شكله عندما يتعرض لتأثير القوي عليه

ثالثاً:- انتقال الطاقة بواسطة التيار الكهربائي

• س1:- ما التيار الكهربائي ؟
• س2:- كيف تنتقل الطاقة من محطة توليد الكهرباء إلي البيوت والمصانع
• ج1:- التيار الكهربائي :- هو سيل من الجسيمات المشحونة (تعرف بالالكترونات )تنتقل من القطب السالب إلي الموجب
• مثال :- ينتقل تيار الماء من (أ)المكان ألأكثر ارتفاعاً إلي أخر (ب) أقل ارتفاعا علي شكل تيار ماء وبالمثل التيار الكهربائي فلا تنتقل الالكترونات إلا إذا كان فرق في الجهد الكهربائي بين الطرف (أ) و الطرف (ب) وكلما زاد الفرق أزداد سرعة انتقال الالكترونات (التيار الكهربائي )

علاقة التيار الكهربائي بانتقال الطاقة

• س2:- كيف تنتقل الطاقة من محطة توليد الكهرباء إلي البيوت والمصانع
• ج2 مثال يشبه التيار الكهربائي بالتيار المائي
• فإذا أردنا رفع كمية من الماء كتلتها 100 كجم
• من المكان (ب) إلي (أ) الذي يعلوه بـــ10 أمتار
• فأننا نحتاج إلي بذل شغل يتغلب به علي الجاذبية

الأرضية ويساوي حسابياً 100×10×10= 10000

وعندما يصل الماء إلي النقطة (أ) فأنه يختزن الشغل الذي بذلنه

عليه علي شكل طاقة كامنة ويمكن استرجاع ذلك وتحويله إلي طاقة حركية عند سقوط الماء بفعل الجاذبية بالمثل التيار الكهربائي نحتاج لبذل شغل يتغلب به علي المقاومة الكهربية للأسلاك وعندما تصل الطاقة إلي المكان الذي تستخدم فيه يمكن تحويله إلي أشكال مختلفة ضوئية حرارية الخ

رابعاً:- انتقال الطاقة بواسطة الموجات �1- أمواج البحر

• س1:- هل هناك علهتزازلاقة بين أمواج البحر وتفتت صخور البحر وتكوين كهوف ؟ وهل يحتاج ذلك إلي طاقة ؟
• ومن أين تأتي ؟
• ج1- ان أمواج البحر تنقل الطاقة من مكان
• الذي يبدأ عنده سطح الماء الذي يتعرض
• للإطراب (الاهتزاز) إلي الشاطئ وهذا يحتاج إلي الطاقة لأحداثه في وسط مادي وهذا يؤثر بقوة علي دقائق الوسط القريب من مكان الأهتزاز حيث ينتقل إلي مكان بعيد دون أنتقال الوسط المادي وهذا دليل علي أنتقال الطاقة

2- انتقال الطاقة بواسطة الموجات الصوتية

• عندما تهتز المسطرة في الهواء أو الشوكة الرنانة فإن طرفها الحر يهتز حول موضع سكونه وهذا يحتاج إلي الطاقة
• تتأثر جزيئات هواء المحيط بهذه الإهتزازت فتتولد من التضاغطات والتخلخلات تنتشر في الهواء المجاور علي شكل موجات طولية وهذه أيضا تحتاج إلي طاقة
• ألأستنتاج :- الطاقة تنتقل من مصدر ألاهتزاز (الشوكة والمسطرة ) إلي الجزيئات بواسطة انتقال الموجات الصوتية وبذلك تنتقل الطاقة من مصدرها إلي أزاننا فتسير فيها حاسة السمع مهما كان الوسط الذي أنتقلت فيه (جامد ، سائل)

3- انتقال الطاقة بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية

• س1:- ها الضوء شكل من أشكال الطاقة ؟
• وهل له حركة موجية ؟وما نوع موجاته؟
• ج1:- تنطلق الطاقة الضوئية من المصدر المضيء علي شكل أمواج كروية في الفراغ أو في الوسط المادي شفاف وهي تعتبر أحد أنواع الموجات الكهرومغناطيسية مثل موجات الراديو والحرارة وهي تنتقل بسرعة كبيرة جداً (300000كم /ث)
• عندما تصل الطاقة التي تحملها الأمواج الضوئية إلي أعيننا أو تسقط علي خلية كهروضوئية فأنها تثير حاسة الأبصار فينا وتولد طاقة كهربائية أو كيميائية علي فيلم التصوير الحساس وبالمثل تنتقل الطاقة الحركية من مكان إلي آخر علي شكل موجات تحمل لنا الطاقة التي تصدر من الشمس وتمتص الأرض جزء منها وأيضاً في مجالات البث الإذاعي والتلفزيوني وتنقل الطاقة الصوتية والضوئية .