نکات مهم درس نهم علوم تجربی پایه ی ششم (سفر انرژی)

سفر انرژی

صورتهای انرژی:

به شکلهای مختلف انرژی صورتهای انرژی گفته میشه که عبارتند از:

1. انرژی شیمیایی: انرژی مواد غذایی سوختها ی فسیلی

2. انرژی گرمایی

3. انرژی صوتی

4. انرژی تابشی(نورانی)

5. انرژی میکانیکی(حرکتی)

6. انرژی ماهیچه ای

7. انرژی الکتریکی

8. انرژی هسته ای

بخش عمده انرژی که ما مصرف می کنیم از نور خورشید است.

ما انرژی مورد نیاز خود را از مواد غذایی به دست می اوریم. نور خورشید توسط سبزینه های گیاهان جذب و گیاهان با استفاده از نور خورشید عمل غذا سازی رو انجام می دهند، انرژی در مواد غذایی ذخیره می شوند. اگر دامی از علف ذخیره کند در واقع انرژی ذخیره شده در غذای دام هم در بدن ما که مصرف کننده هستیم آزاد میشه.

پس انرژی شیمیای: انرژی ذخیره شده در ماده است که برای آزاد شدن آن باید یک تغییر شیمیایی اتفاق بیاد مثل سوختن یا آزاد شدن انرژی غذا در بدن ما

مهمترین سوالی که مطرح میشه آیا انرژی از بین میرود؟

بیاییم یه داستان بسازیم و جناب آقای انرژی رو بفرستیم به سفر

انرژی جان چمدانهات رو بستی آماده ای؟

انرژی جان سفرش رو از خورشید شروع می کنه به آب دریاها خورشید می تابه انرژی نورانی به گرمایی تبدیل میشه آب دریا بخار میشه به آسمان سفر می کنه قطرات بخار و انرژی جان و دوباره به صورت آب با ران به زمین برمی گرده در پشت سدها ذخیره میشه

سدها رو بلندتر از سطح زمین می سازند چرا؟

هر جسمی جرم داری که در ارتفاع قرار بگیرد دارای شکلی از انرژی ذخیره ای هست که در لفظ انرژی پتانسیل نام دارد

پس آب پشت سدها دارای انرژیی پتانسیل وقتی دریچه سد باز می شوند آنرژی ذخیره ای آزاد میشه و به انرژی جنبشی و حرکتی تبدیل میشه این انرژی جنبشی پره های توربین آبی رو میچرخونه و موتور الکتریکی ومتصل به موتور انرژی میکانیکی (حرکتی) توربین رو به انرژی الکتریکی تبدیل می کنه!

سفر انرژی به همین جا ختم نمیشه

انرژی الکتریکی با کابلهای برق به منازل ما تشریف میارن و ما این انرژی را به مصرف میرسو نیم شکل زیادی ازانرژی همیشه به صورت انرژی گرمایی در میاد البته مثل لامپها...

انرژی پتانسیل که به خاطر ارتفاع در جسم ذخیره میشه رو به دو صورت می توان افزایش داد

افزایش جرم

و افزایش ارتفاع

مثلا یه جسم 2 کیلو گرمی در ارتفاع 1 متری انرژی پتانسیل بیشتری دارد یا یک جسم 20 کیلوگرمی در همون ارتفاع؟

بله دقیقا جسم 20 کیلوگرمی انرژی پتانسیل و ذخیره ای بیشتری دارد به این شکل انرژی ذخیره ای پتانسیل گرانشی گفته میشه

پتانسیل گرانشی به این علت در جسم ذخیره میشه که شما باید بر نیروی جاذبه زمین غلبه کنید تا بتونید یک جسم 20 کیلوگرمی رو در ارتفاع 1 متری نگه دارید این انرژی که شما صرف بالا بردن جسم می کنید از بین نمیره در جسم به صورت پتانسیل گرانشی ذخیره میشه

پس عامل ایجاد انرژی پتانسیل گرانشی در واقع چه نیرویی است؟

نیروی گرانش یا جاذبه

حالا اگر همون جسم 20 کیلوگرمی رو از ارتفاع 1 متری رها کنید این انرژی ذخیره ای پتانسیل گرانشی آزاد میشه

انرژی ذخیره ای (پتانسیل) وقتی آزاد شد دیگه ذخیره ای نیست

بلکه تبدیل به انرژی حرکتی یا جنبشی می شود.

درس نهم علوم

سفر انرژی

انرژی:

انرژی توانایی انجام کار است.

به عبارت دیگر، برای انجام هر کاری از جمله راه رفتن، ایستادن، نوشتن، تفکّر، دویدن، بالا یا پایین رفتن از پلّه، بازکردن درب، شوت کردن توپ و... نیاز به انرژی داریم.

انرژی شیمیایی

نوعی از انرژی که از تجزیه ی مولکول های مواد آزاد می شود. در یک دانه ی شکر، یک خرما، یک قاشق عسل، یک تکّه چوب، میوه ها، یک باتری و... همگی انرژی شیمیایی وجود دارد که پس از تجزیه در بدن ما یا سوختن در فضای آزاد، به انرژی های حرکتی، گرمایی، نورانی و... تبدیل می شوند.

انرژی در سوختهای فسیلی

سوختهای فسیلی مانندزغال سنگ، بنزین،نفت،گازوییل،گازطبیعی و برخی سوختهایی که از طریق سوختن، انرژی آزادمی کنند،مانند؛ چوب، دینامیت و باروت و...

انرژی حرکتی

هر نوع از انرژی که درآن جسمی در حال حرکت باشد یا موجب حرکت جسمی شود را انرژی حرکتی می گویند. مانند: راه رفتن، ورزش کردن، باریدن باران، حرکت اتومبیل، حرکت هواپیما، حرکت موتور الکتریکی، پرواز پرندگان و...

انرژی الکتریکی

این انرژی امروزه برای بشر کاربرد بسیار زیادی دارد و عملاً بدون آن زندگی بشر آسیب بسیار زیادی می بیند. انرژی الکتریکی که توسط نیروگاه ها یا ژنراتورهای آبی، بادی و خورشیدی تولید می شود و یا توسط باتری ها تولید می شود، به راحتی قابل تبدیل به حالت های دیگر انرژی مانند، حرکتی، صوتی، گرمایی، تابشی و شیمیایی است. از مزایای دیگر آن این است که به راحتی قابل انتقال است و کاملاً قابل کنترل می باشد، یعنی با یک کلید کوچک می توان آنرا قطع یا وصل نمود

انرژی گرمایی

این انرژی در حقیقت همان جنبش و حرکت ذرّات و مولکول های جسم می باشد. از انرژی گرمایی برای گرم کردن خانه، پخت و پز و آشپزی و گرم کردن آبگرمکن یا شوفاژ استـفاده می شود. هنگامی که هوای داخل بالن را گرم می کنیم، بالن در هوا معلّق می ماند، یا به سمت بالا می رود. به عبارت دیگر، انرژی گرمایی موجب حرکت بالن شده است.

انرژی صوتی

انرژی صوتی نیز نوعی از انرژی است که از لرزش ذرّات تشکیل دهنده ی اجسام و انتقال از طریق مولکول های هوا خود را به نقطه ای دیگر می رساند. صحبت کردن و انتشار صدای ما، ناشی از لرزش تارهای صوتی حنجره است. هنگامی که بر طبلی می کوبیم،صفحه ی روی طبل لرزشی ایجاد می کند که موجب حرکت مولکولهای هوا می شود و صدای بلندی تولید می کند.

انرژی هسته ای

انرژی ذخیره شده در هسته ی اتم مواد را انرژی هسته ای گویند. شکافت هسته ای فرایند تقسیم یک اتم بزرگ به دو یا چند اتم کوچک تر است. هنگامی که یک اتم تقسیم می شود، مقدار عظیمی انرژی آزاد می شود. وقتی انرژی به شیوه ای کنترل شده و آهسته آزاد می شود، می توان از آن برای تولید الکتریسیته استفاده و انرژی خانه ها را تأمین کرد. زمانی که همه انرژی به یک باره آزاد می شود،واکنشی زنجیره ای رخ می دهد که باعث انفجار هسته ای می گردد.

مزایا و علت استفاده از انرژی هسته ای

- آلودگی بسیار اندکی دارد.

- انرژی های حاصل از سوخت های هسته ای برخلاف سوخت های فسیلی به زودی تمام نخواهد شد.

- بسیار پرتوان و مقرون به صرفه است.

- برای مصارف پزشکی و رادیوداروها نیز کاربرد بسیار زیادی دارد.

- معادن آن در کشور ما موجود است و هرگز نیاز به وارد کردن آن نداریم. (البته الان دیگر به این معادن تا دودهه آینده نیاز نخواهیم داشت!)

انرژی تابشی یا نورانی:

یکی از مهمترین صورتهای انرژی به وسیله ی نور منتقل می شود و یکی از فواید آن دیدن و مشاهده ی اجسام است.

- دانشمندان معتقدند که منبع همه ی انرژی ها «نور خورشید» است. زیرا گیاهان سبـز با نور خورشیـد غذاسازی می کنند. زندگی همه ی موجودات زنده وابسته به همین انرژی شیمیایی ذخیره شده در غذاها می باشد. ضمن اینکه انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت های فسیلی نیز مربوط به نور خورشید است، زیرا منبع آنها از گیاهان و جانورانی است که آنها نیز با نور خورشید زندگی می کردند

انرژی ماهیچه ای

از اوّلین انواع انرژی که مورد استفاده برای انسان بوده و از انرژی ماهیچه های خود و جانوران دیگر برای ادامه حیات بهره می برده است.انسان ها هنوز هم به انرژی حاصل از عضلات خود متکی هستند، این نوع انرژی حاصل سوختن مواد غذایی مورد استفاده در بدن انسان است که مانند تغییر انرژی در یک باتری بدون بالارفتن خیلی زیاد دما می باشد.

تبدیلات انرژی شیمیایی:

1- انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی: مارماهی هایی که برق تولید می کنند، انواع باتری ها

2- انرژی شیمیایی به انرژی تابشی و نورانی: کرم شب تاب، شعله ی آتش

3- انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی: بدن انسان و تبدیل غذا به حرکت، انفجار مواد منفجره مختلف

4- انرژی شیمیایی به انرژی هسته ای: شکافتن هسته ی اتم های اورانیوم غنی شده

5- انرژی شیمیایی به انرژی صوتی: صدای انفجار موادّ منفجره یا ترقّه ها

6- انرژی شیمیایی به انرژی گرمایی: شعله آتش، بخاری های گازی و نفتی و...

7- انرژی شیمیایی به انرژی ماهیچه ای: بدن انسان و جانوران

تبدیلات انرژی حرکتی:

8- انرژی حرکتی یا مکانیکی به انرژی صوتی: ضربه زدن به اشیاء یا طبل

9- انرژی مکانیکی یا حرکتی به انرژی گرمایی: انواع اصطکاک، مثل مالش دو کف دست

10- انرژی مکانیکی یا حرکتی به انرژی تابشی: برخورد سنگ یا فلز به فلزی دیگر و تولید جرقه

11- انرژی مکانیکی یا حرکتی به انرژی الکتریکی: دینام دوچرخه، ژنراتورهای عظیم تولید برق در نیروگاه ها

تبدیلات انرژی الکتریکی

12- انرژی الکتریکی به انرژی حرکتی: آرمیچر و دیگر موتورهای الکتریکی مورد استفاده در لوازم خانگی

13- انرژی الکتریکی به انرژی صوتی: باند ضبط صوت

14- انرژی الکتریکی به انرژی تابشی و نورانی: لامپ های مختلف، رادیولوژی

15- انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی: خازن ها و باتری های شارژی (تلفن بی سیم، تلفن همراه و...)

16- انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی: اتو، بخاری برقی

تبدیلات انرژی گرمایی

17- انرژی گرمایی به انرژی تابشی: رشته تنگستن در درون لامپ، گداخته شدن فلزّات

18- انرژی گرمایی به انرژی صوتی: کتری هایی که پس از جوش آمدن صدا تولید می کنند، دیگ های زودپز

19- انرژی گرمایی به انرژی حرکتی یا مکانیکی: توربین بخار، قطارهای قدیمی

20- انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی: ترموکوپل(وسیله ای که از اختلاف دما برق ضعیف تولید می کند)

تبدیلات انرژی صوتی:

21- انرژی صوتی به انرژی حرکتی یا مکانیکی: پرواز هواپیما، لرزش شیشه ها در اثر صدای باند لوازم صوتی

22- انرژی صوتی به انرژی الکتریکی: میکروفون

تبدیلات انرژی هسته ای:

23- انرژی هسته ای به انرژی حرکتی: نیروگاه ها هسته ای

24- انرژی هسته ای به انرژی تابشی: بمب های هسته ای

تبدیل انرژی تابشی

25- انرژی تابشی و نورانی به انرژی شیمیایی: فتوسنتز و ذخیره ی انرژی در گیاهان در اثر جذب نور خورشید

26- انرژی تابشی و نورانی به انرژی گرمایی: تبدیل نور خورشید به گرما، آبگرمکن خورشیدی

27- انرژی تابشی و نورانی به انرژی صوتی: دریافت امواج مغناطیسی توسط گیرنده های صوتی و تصویری

28- انرژی تابشی و نورانی به انرژی الکتریکی: باتری های خورشیدی و نوری

تبدیلات انرژی ماهیچه ای

29- انرژی ماهیچه ای به انرژی مکانیکی: راه رفتن، نوشتن

30- انرژی ماهیچه ای به صوتی: دست زدن

⚫️ در این مرحله می توانیم وارد تجزیه و تحلیل تبدیلات انرژی وسایل مختلف می شویم و آنها را تجزیه و تحلیل کنیم.

لامپ: انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی + انرژی نورانی و تابشی

سشوار: انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی + انرژی صوتی + انرژی حرکتی

چراغ قوه: انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی به انرژی نورانی و انرژی گرمایی