الرئيسية
أحدث الصور
دخول
التسجيل
المادة والطاقة
أولا : دورة الماء في الطبيعة :
يمكن تحويل المادة من حالة فيزيائية إلى أخرى عن طريق فقد أو اكتساب الطاقة الحرارية
للماء دورة كاملة في الطبيعة تتم ما بين الغلاف الجوى والماء على سطح الأرض حيث
- يتبخر الماء من البحار والمحيطات والأنهار وغيرها في صورة بخار ماء
- يتجمع بخار الماء في الهواء الجوى مكوناً السحب
- تتكاثف السحب مما يؤدى إلى سقوط الأمطار على الأرض
يتضح من ذلك أن : دورة الماء في الطبيعة تعتبر مثالاً واضحاً لتحولات المادة حيث
- يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عن طريق عملية التبخر ( اكتساب طاقة )
- يتحول الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة عن طريق عملية التكاثف ( فقد طاقة)
.................................................................................................................
ثانيا : الكتلة والحالة الفيزيائية للمادة :
لا تتغير كتلة المادة بتغير حالتها الفيزيائية
نشاط : اثر التغير الفيزيائي على كتلة المادة :
الأدوات :
1- قطعة من الشمع
2- ميزان حساس أو رقمي
3- لهب بنزن 4 - جفنه
الخطوات :
1- ضع قطعة الشمع في الجفنة وعين الكتلة للشمع والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس
2- قم بتجزئة قطعة الشمع في الجفنة إلى أجزاء صغيرة وعين الكتلة للشمع والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس مرة أخرى
3- ضع الجفنة وبها الشمع المجزأ على اللهب لفترة حتى ينصهر ثم عين الكتلة للشمع المنصهر والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس مرة ثالثة
الملاحظة :
1- لا تتغير كتلة قطعة الشمع عند تجزئتها
2- لا تتغير كتلة قطعة الشمع عند صهرها
الاستنتاج :
التغير الفيزيائي للمادة لا يغير كتلتها
.................................................................................................................
ثالثاً : الكتلة والتغير الكيميائي للمادة :
التغير الكيميائي للمادة يغير من تركيبها وبالتالي يغير من كتلتها
( الحديد عندما يتفاعل مع الأكسجين في الهواء الجوى يتكون صدأ الحديد )
نشاط : اثر التغير الكيميائي على كتلة المادة / إثبات قانون بقاء المادة :
الأدوات :
1- شمعة 4- ميزان حساس أو رقمي
2- جير صودى 5- قطعتان من الخشب
3- اسطوانة زجاجية مفتوحة الطرفين 6- شبكة ضيقة
الخطوات :
1- عين كتلة كل من الشمعة والجير الصودى باستخدام الميزان
2- ضع الشمعة داخل الاسطوانة الزجاجية ثم أشعلها
3- ضع الشبكة فوق فوهة الاسطوانة الزجاجية ثم ضع فوقها الجير الصودى
4- اترك الشمعة مشتعلة لفترة ثم عين كتلة كل من الشمعة والجير الصودى
الملاحظة :
بعد فترة من اشتعال الشمعة :
- تقل كتلة الشمعة
- تزداد كتلة الجير الصودى
- مقدار الزيادة في كتلة الجير الصودى اكبر من مقدار النقص في كتلة الشمعة
التفسير :
1- تقل كتلة الشمعة نتيجة فقد جزء من مكوناتها أثناء عملية الاحتراق وهما الكربون والهيدروجين
2- أثناء احتراق الشمعة يحدث تغير كيميائي لمكوناتها حيث يتحد أكسجين الهواء الجوى : مع الكربون مكوناً ثاني أكسيد الكربون CO2)) ، ومع الهيدروجين مكوناً بخار الماء( H2O)
3- تزداد كتلة الجير الصودى لامتصاصه غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء الناتجين من احتراق الشمعة
4- مقدار الزيادة في كتلة الجير الصودى اكبر من مقدار النقص في كتلة الشمعة لاتحاد مكونات الشمعة مع أكسجين الهواء الجوى مكونة غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء
الاستنتاج :
1- التغير الكيميائي للمادة يغير من كتلتها
2- المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى
...............................
قانون بقاء المادة :
المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من صورة إلى أخرى
.................................................................................................................
رابعاً : الطـاقة :
• مصادر الطاقة متعددة :
- مصادر الطاقة الدائمة = مثل : الشمس
- مصادر الطاقة غير الدائمة = مثل :الفحم والبترول
- مصادر الطاقة المتجددة = مثل : الرياح والمد والجزر ومساقط المياه
........................................
• مفهوم الطاقة :
هي القدرة على بذل شغل أو إحداث تغيير . وتقدر الطاقة بوحدة الجول أو السعر .
- يتطلب أداء اى عمل أو إحداث تغيير إلى توفر قدر من الطاقة .
- عند إمداد الماء بقدر من الطاقة الحرارية ترتفع درجة حرارته تدريجيا حتى يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية .
- عند فقد الماء لقدر من الطاقة الحرارية تنخفض درجة حرارته تدريجيا حتى يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.
...................................
• صور الطاقة :
للطاقة صور متعددة منها :
- الطاقة الحرارية ، مثل : المدفأة ، والمكواة ، والسخان
- الطاقة الميكانيكية ، مثل الموتور ، والسيارة
- الطاقة الكهربية ، مثل : الأعمدة الجافة ، والمولدات الكهربية
- الطاقة الضوئية ، مثل : المصباح الكهربي والاباجورة
- الطاقة الصوتية ، مثل : الجيتار والمذياع و الجرس الكهربي
- الطاقة المغناطيسية ، مثل المغناطيس الطبيعي والمغناطيس الكهربي
- الطاقة الشمسية ، مثل الخلايا الشمسية
- طاقة الرياح - طاقة المد والجزر
.................................................................................................................
• تحولات الطاقة:
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى .
* نشاط : تحول الطاقة من صورة إلى أخرى:
الأدوات :
1- بطارية 4- مفتاح
2- أسلاك توصيل 5- إبرة مغناطيسية
3- مصباح
الخطوات :
1- كون دائرة كهربية كما بالشكل
2- أغلق مفتاح الدائرة ثم – حدد صور الطاقة الموجودة بالدائرة
- حدد التحولات التي حدثت في صور الطاقة
الملاحظة :
1- تتضمن الدائرة الكهربية السابقة صور الطاقة التالية : - كيميائية - كهربية - حرارية - مغناطيسية - حركية
2- في البطارية : تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
3- في المصباح الكهربي : تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وحرارية .
4- حول السلك : يتحول جزء من الطاقة الكهربية المارة فيه إلى طاقة مغناطيسية
5- في الإبرة المغناطيسية : تتحول الطاقة المغناطيسية إلى طاقة حركية .
الاستنتاج :
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى
قانون بقاء الطاقة :
ينص على أن : الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من صورة إلى أخرى .
• لاحظ بعض تحولات الطاقة:
التطبيقات تحول الطاقة إلى طاقة
• عملية البناء الضوئي
• جسم الإنسان
• البطارية
• المصباح الكهربي
• المدفأة الكهربية
• المروحة والموتور
• البوصلة
• احتكاك اليدين
• الدينامو
• الخلايا الشمسية
• المكواة الضوئية
الكيميائية
الكيميائية
الكهربية
الكهربية
الكهربية
المغناطيسية
الحركية
الحركية
الضوئية
الكهربية
الكهربية كيميائية
حركية وحرارية
كهربية
ضوئية وحرارية
حرارية
حركية
حركية
حرارية
كهربية
كهربية
حرارية
حرارية
خامساً : المادة والطاقة :
* اعتقد العلماء لفترة طويلة أن الطاقة والمادة شيئين مختلفين
ولكن أوضحت الدراسات وأبحاث العلماء أن
انبعاث الطاقة من المادة يصاحبه نقص في كتلتها . ومن هذه الدراسات :
- نظرية بلانك : يمكن تحويل المادة إلى طاقة والطاقة إلى مادة
وتمكن بلانك من إيجاد علاقة بين الطاقة والكتلة المتحول والتي تسمى بقانون بلانك
الطاقة = الكتلة المتحولة × مقدار ثابت " ثابت بلانك"
قانون بلانك :
استنتج العالم أينشتين:
الطاقة ( جول ) = الكتلة المتحولة ( كجم ) × [ 9 × 10 ]
أن قيمة المقدار الثابت ( ثابت بلانك ) = مربع سرعة الضوء ( 3 × 10متر/ثانية ) اى أن :
- أبحاث مصطفى مشرفة ( المصري ) :
أوضح أن المادة والطاقة والإشعاع ماهى إلا صور متعددة لشئ واحد
• يمكننا القول بأنه :
إذا اختفت كتلة معينة من المادة عند تحولها من صورة إلى أخرى فإنها تظهر في صورة طاقة .
مثال محلول :
إذا كانت كتلة المادة قبل التحول تساوى 1000 كجم ، وأصبحت بعد التحول 999 كجم ، فان النقص في الكتلة ( 1كجم ) يظهر في صورة طاقة يمكن حسابها كالتالي :
الطاقة = الكتلة المتحولة ( كجم ) × مربع سرعة الضوء
= 1 × 9 × 10 = 9 × 10 جول
.......................................................
مثال 1) احسب مقدار الطاقة الناتجة من تحول 0.5 جم من المادة ؟
مثال 2) إذا كانت الطاقة الناتجة من تحول كتلة مجهولة يساوى 18 ×10 جول فما هو مقدار الكتلة المتحولة ؟
مثال 3) احسب مقدار الطاقة التي يمكن الحصول عليها طبقاً للتفاعل الاتى :
طاقةB + C + A
علماً بأن كتلة المادة : ( A) = 238.05جم ( B) = 234.043جم (C) = 4.002جم
………………………………………………
أولا : دورة الماء في الطبيعة :
يمكن تحويل المادة من حالة فيزيائية إلى أخرى عن طريق فقد أو اكتساب الطاقة الحرارية
للماء دورة كاملة في الطبيعة تتم ما بين الغلاف الجوى والماء على سطح الأرض حيث
- يتبخر الماء من البحار والمحيطات والأنهار وغيرها في صورة بخار ماء
- يتجمع بخار الماء في الهواء الجوى مكوناً السحب
- تتكاثف السحب مما يؤدى إلى سقوط الأمطار على الأرض
يتضح من ذلك أن : دورة الماء في الطبيعة تعتبر مثالاً واضحاً لتحولات المادة حيث
- يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عن طريق عملية التبخر ( اكتساب طاقة )
- يتحول الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة عن طريق عملية التكاثف ( فقد طاقة)
.................................................................................................................
ثانيا : الكتلة والحالة الفيزيائية للمادة :
لا تتغير كتلة المادة بتغير حالتها الفيزيائية
نشاط : اثر التغير الفيزيائي على كتلة المادة :
الأدوات :
1- قطعة من الشمع
2- ميزان حساس أو رقمي
3- لهب بنزن 4 - جفنه
الخطوات :
1- ضع قطعة الشمع في الجفنة وعين الكتلة للشمع والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس
2- قم بتجزئة قطعة الشمع في الجفنة إلى أجزاء صغيرة وعين الكتلة للشمع والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس مرة أخرى
3- ضع الجفنة وبها الشمع المجزأ على اللهب لفترة حتى ينصهر ثم عين الكتلة للشمع المنصهر والجفنة معاً باستخدام الميزان الحساس مرة ثالثة
الملاحظة :
1- لا تتغير كتلة قطعة الشمع عند تجزئتها
2- لا تتغير كتلة قطعة الشمع عند صهرها
الاستنتاج :
التغير الفيزيائي للمادة لا يغير كتلتها
.................................................................................................................
ثالثاً : الكتلة والتغير الكيميائي للمادة :
التغير الكيميائي للمادة يغير من تركيبها وبالتالي يغير من كتلتها
( الحديد عندما يتفاعل مع الأكسجين في الهواء الجوى يتكون صدأ الحديد )
نشاط : اثر التغير الكيميائي على كتلة المادة / إثبات قانون بقاء المادة :
الأدوات :
1- شمعة 4- ميزان حساس أو رقمي
2- جير صودى 5- قطعتان من الخشب
3- اسطوانة زجاجية مفتوحة الطرفين 6- شبكة ضيقة
الخطوات :
1- عين كتلة كل من الشمعة والجير الصودى باستخدام الميزان
2- ضع الشمعة داخل الاسطوانة الزجاجية ثم أشعلها
3- ضع الشبكة فوق فوهة الاسطوانة الزجاجية ثم ضع فوقها الجير الصودى
4- اترك الشمعة مشتعلة لفترة ثم عين كتلة كل من الشمعة والجير الصودى
الملاحظة :
بعد فترة من اشتعال الشمعة :
- تقل كتلة الشمعة
- تزداد كتلة الجير الصودى
- مقدار الزيادة في كتلة الجير الصودى اكبر من مقدار النقص في كتلة الشمعة
التفسير :
1- تقل كتلة الشمعة نتيجة فقد جزء من مكوناتها أثناء عملية الاحتراق وهما الكربون والهيدروجين
2- أثناء احتراق الشمعة يحدث تغير كيميائي لمكوناتها حيث يتحد أكسجين الهواء الجوى : مع الكربون مكوناً ثاني أكسيد الكربون CO2)) ، ومع الهيدروجين مكوناً بخار الماء( H2O)
3- تزداد كتلة الجير الصودى لامتصاصه غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء الناتجين من احتراق الشمعة
4- مقدار الزيادة في كتلة الجير الصودى اكبر من مقدار النقص في كتلة الشمعة لاتحاد مكونات الشمعة مع أكسجين الهواء الجوى مكونة غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء
الاستنتاج :
1- التغير الكيميائي للمادة يغير من كتلتها
2- المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى
...............................
قانون بقاء المادة :
المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من صورة إلى أخرى
.................................................................................................................
رابعاً : الطـاقة :
• مصادر الطاقة متعددة :
- مصادر الطاقة الدائمة = مثل : الشمس
- مصادر الطاقة غير الدائمة = مثل :الفحم والبترول
- مصادر الطاقة المتجددة = مثل : الرياح والمد والجزر ومساقط المياه
........................................
• مفهوم الطاقة :
هي القدرة على بذل شغل أو إحداث تغيير . وتقدر الطاقة بوحدة الجول أو السعر .
- يتطلب أداء اى عمل أو إحداث تغيير إلى توفر قدر من الطاقة .
- عند إمداد الماء بقدر من الطاقة الحرارية ترتفع درجة حرارته تدريجيا حتى يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية .
- عند فقد الماء لقدر من الطاقة الحرارية تنخفض درجة حرارته تدريجيا حتى يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.
...................................
• صور الطاقة :
للطاقة صور متعددة منها :
- الطاقة الحرارية ، مثل : المدفأة ، والمكواة ، والسخان
- الطاقة الميكانيكية ، مثل الموتور ، والسيارة
- الطاقة الكهربية ، مثل : الأعمدة الجافة ، والمولدات الكهربية
- الطاقة الضوئية ، مثل : المصباح الكهربي والاباجورة
- الطاقة الصوتية ، مثل : الجيتار والمذياع و الجرس الكهربي
- الطاقة المغناطيسية ، مثل المغناطيس الطبيعي والمغناطيس الكهربي
- الطاقة الشمسية ، مثل الخلايا الشمسية
- طاقة الرياح - طاقة المد والجزر
.................................................................................................................
• تحولات الطاقة:
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى .
* نشاط : تحول الطاقة من صورة إلى أخرى:
الأدوات :
1- بطارية 4- مفتاح
2- أسلاك توصيل 5- إبرة مغناطيسية
3- مصباح
الخطوات :
1- كون دائرة كهربية كما بالشكل
2- أغلق مفتاح الدائرة ثم – حدد صور الطاقة الموجودة بالدائرة
- حدد التحولات التي حدثت في صور الطاقة
الملاحظة :
1- تتضمن الدائرة الكهربية السابقة صور الطاقة التالية : - كيميائية - كهربية - حرارية - مغناطيسية - حركية
2- في البطارية : تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
3- في المصباح الكهربي : تتحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وحرارية .
4- حول السلك : يتحول جزء من الطاقة الكهربية المارة فيه إلى طاقة مغناطيسية
5- في الإبرة المغناطيسية : تتحول الطاقة المغناطيسية إلى طاقة حركية .
الاستنتاج :
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى
قانون بقاء الطاقة :
ينص على أن : الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن يمكن تحويلها من صورة إلى أخرى .
• لاحظ بعض تحولات الطاقة:
التطبيقات تحول الطاقة إلى طاقة
• عملية البناء الضوئي
• جسم الإنسان
• البطارية
• المصباح الكهربي
• المدفأة الكهربية
• المروحة والموتور
• البوصلة
• احتكاك اليدين
• الدينامو
• الخلايا الشمسية
• المكواة الضوئية
الكيميائية
الكيميائية
الكهربية
الكهربية
الكهربية
المغناطيسية
الحركية
الحركية
الضوئية
الكهربية
الكهربية كيميائية
حركية وحرارية
كهربية
ضوئية وحرارية
حرارية
حركية
حركية
حرارية
كهربية
كهربية
حرارية
حرارية
خامساً : المادة والطاقة :
* اعتقد العلماء لفترة طويلة أن الطاقة والمادة شيئين مختلفين
ولكن أوضحت الدراسات وأبحاث العلماء أن
انبعاث الطاقة من المادة يصاحبه نقص في كتلتها . ومن هذه الدراسات :
- نظرية بلانك : يمكن تحويل المادة إلى طاقة والطاقة إلى مادة
وتمكن بلانك من إيجاد علاقة بين الطاقة والكتلة المتحول والتي تسمى بقانون بلانك
الطاقة = الكتلة المتحولة × مقدار ثابت " ثابت بلانك"
قانون بلانك :
استنتج العالم أينشتين:
الطاقة ( جول ) = الكتلة المتحولة ( كجم ) × [ 9 × 10 ]
أن قيمة المقدار الثابت ( ثابت بلانك ) = مربع سرعة الضوء ( 3 × 10متر/ثانية ) اى أن :
- أبحاث مصطفى مشرفة ( المصري ) :
أوضح أن المادة والطاقة والإشعاع ماهى إلا صور متعددة لشئ واحد
• يمكننا القول بأنه :
إذا اختفت كتلة معينة من المادة عند تحولها من صورة إلى أخرى فإنها تظهر في صورة طاقة .
مثال محلول :
إذا كانت كتلة المادة قبل التحول تساوى 1000 كجم ، وأصبحت بعد التحول 999 كجم ، فان النقص في الكتلة ( 1كجم ) يظهر في صورة طاقة يمكن حسابها كالتالي :
الطاقة = الكتلة المتحولة ( كجم ) × مربع سرعة الضوء
= 1 × 9 × 10 = 9 × 10 جول
.......................................................
مثال 1) احسب مقدار الطاقة الناتجة من تحول 0.5 جم من المادة ؟
مثال 2) إذا كانت الطاقة الناتجة من تحول كتلة مجهولة يساوى 18 ×10 جول فما هو مقدار الكتلة المتحولة ؟
مثال 3) احسب مقدار الطاقة التي يمكن الحصول عليها طبقاً للتفاعل الاتى :
طاقةB + C + A
علماً بأن كتلة المادة : ( A) = 238.05جم ( B) = 234.043جم (C) = 4.002جم
………………………………………………
