الرئيسية
أحدث الصور
دخول
التسجيل
الطاقة الحرارية
• تعريف الطاقة الحرارية :
هى صورة من صور الطاقة تنتقل من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الجسم الأعلى في درجة الحرارة.
• تعريف درجة الحرارة :
هي الحالة الحرارية للجسم والتي يتوقف عليها اتجاه انتقال الحرارة منه أو إليه عند ملامسته لجسم أخر .
• طرق الحصول على الطاقة الحرارية :
1- احتكاك الأجسام ببعضها البعض .
2- الطرق .
3- مرور التيار الكهربى في الأسلاك .
...................................
تطبيق 1 :
احتكاك كفى اليدين يؤدى إلى تولد طاقة حرارية ؛ تسبب الشعور بالدفء في الأيام الباردة ؛ وذلك لتحول الطاقة الميكانيكية بالاحتكاك إلى طاقة حرارية .
...........................
نشاط 1 :
الاحتكاك بين إطار العجلة والفرامل يؤدى إلى ارتفاع درجة حرارة كل منهما ؛ وذلك لتحول الطاقة الميكانيكية بالاحتكاك إلى طاقة حرارية .
...............................
نشاط 2 :
الأدوات المستخدمة :
1- كوبان متماثلان من البلاستيك 2- كرات صغيرة من المعدن
3- ترمومتر مئوى 3- شريط لاصق
الخطوات :-
1- ضع مجموعة الكرات في الكوب البلاستيك .
2- عين درجة حرارة الكرات بواسطة ترمومتر.
3- نكس فوق الكوب الأول الكوب الآخر وثبتهما معا ًبالشريط ألاصق .
4- اقلبهما من 20: 30 مرة ثم عين درجة حرارة الكرات مرة أخرى .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
ارتفاع درجة حرارة الكرات المعدنية
التفسير :
1- زيادة سرعة الكرات أثناء قلب الكوبان أدى إلى زيادة طاقة حركتها وبالتالى أدى إلى ارتفاع درجة حرارتها .
2- كلما ازداد عدد مرات قلب الكوبان ازدادت درجة حرارة الكرات .
الاستنتاج :
1- حركة الجسيمات واحتكاكها ببعضها يتسببا في ارتفاع درجة حرارتها .
2- تتناسب درجة الحرارة تناسباً طردياً مع سرعة حركة الجسيمات وبالتالي مع طاقة حركتها .
...................................
• انتقال الحرارة :
تنتقل الحرارة من الأجسام الأعلى في درجة الحرارة إلى الأجسام الأقل في درجة الحرارة .
............................
• نشاط 3 :
المس قطعة من الثلج بيدك اليمنى وباليد اليسرى امسك كوب به ماء ساخن
ماذا تلاحظ ؟
تشعر في اليد اليمنى بالبرودة بينما في اليد اليسرى تشعر بارتفاع درجة الحرارة ؛ والتفسير لذلك انتقلت الحرارة من اليد اليمنى إلى قطعة الثلج فشعرت بانخفاض درجة الحرارة بينما انتقلت الحرارة من الكوب إلى اليد اليسرى فشعرت بارتفاع درجة الحرارة .
...........................
• طرق انتقال الحرارة :
تختلف طريقة انتقال الحرارة باختلاف حالة المادة التي تنتقل خلالها كالاتى :
1- في المواد الصلبة : تنتقل الحرارة بالتوصيل
2- في المواد السائلة : تنتقل الحرارة بالحمل
3- في المواد الغازية : تنتقل الحرارة بالحمل والإشعاع
نشاط ( 3 )
يوضح انتقال الحرارة بالتوصيل :
الخطوات :
امسك ملعقة معدنية باليد واستخدمها في تقليب كوب من الشاي الساخن
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بسخونة طرف الملعقة الممسوكة باليد تدريجياً .
التفسير :
تنتقل الحرارة تدريجياً من طرف الملعقة الساخن الملامس للشاي إلى الطرف الآخر البارد الملامس لليد .
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالتوصيل خلال بعض الأجسام الصلبة من طرف إلى أخر .
...............................
• انتقال الحرارة بالتوصيل :
هو انتقال الحرارة بالملامسة خلال بعض الأجسام الصلبة من الطرف الأعلى في درجة الحرارة إلى الطرف الأقل في درجة الحرارة .
تطبيقات :
1- تصنع أوانى الطهي وتسخين السوائل من النحاس أو الالومنيوم ؟ لان النحاس والالومنيوم من المواد جيدة التوصيل للحرارة ، وتنتقل فيهما حرارة الموقد من نقطة إلى أخرى ( بالتوصيل ) بسرعة .
2- يتركب زجاج بعض النوافذ من طبقتين من الزجاج بينهما هواء ؟ لمنع تسرب الحرارة إلى الداخل في فصل الصيف أو إلى الخارج في فصل الشتاء .
............................
نشاط 4 :
يوضح انتقال الحرارة بالحمل في الغازات :
الخطوات :
ضع المدفأة الكهربية على أرضية الغرفة .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بسخونة الهواء الموجود بالغرفة تدريجياً
التفسير :
عندما يسخن الهواء القريب من المدفأة تقل كثافته ،فيرتفع لأعلى ويحل محله هواء بارد ( أكبر كثافة )من أعلى الغرفة وتستمر دورة الهواء صعوداً وهبوطاً إلى أن يتم تدفئة جو الغرفة .
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالحمل خلال الغازات عن طريق التيارات الساخنة الصاعدة والتيارات الباردة الهابطة .
.............................
نشاط 5 :يوضح انتقال الحرارة بالحمل في السوائل :
الخطوات :
قم بتسخين كمية من الماء في دورق على لهب بنزن
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
ترتفع درجة حرارة الماء تدريجيا ، نلاحظ حدوث فوران أو غليان للماء
التفسير :
عندما يسخن الماء القريب من اللهب تقل كثافته ،فيرتفع لأعلى ويحل محله ماء بارد ( أكبر كثافة )من أعلى وتستمر دورة الماء صعوداً وهبوطاً إلى أن يتم غليان الماء
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالحمل خلال السوائل عن طريق التيارات الساخنة الصاعدة والتيارات الباردة الهابطة
...............................
• انتقال الحرارة بالحمل :
هو انتقال الحرارة خلال الأوساط السائلة والغازية بصعود جزيئات الوسط الساخنة ( الأقل كثافة )
لأعلى وهبوط جزيئات الوسط الباردة ( الأكبر كثافة ) لأسفل .
تطبيقات :
1- توضع المدفأة على أرضية الغرفة ؟ حتى يتم تسخين الهواء القريب منها فتقل كثافته وبالتالى يرتفع إلى أعلى ويحل محله هواء بارد ( أكبر كثافة ) ويستمر صعود وهبوط تيارات الهواء إلى أن يتم تدفئة جو الغرفة .
2- يثبت الفريزر أعلى الثلاجة ؟ حتى يتم تبريد الهواء القريب منه فتزداد كثافته وبالتالى يهبط إلى أسفل ويحل محله هواء أقل برودة ( أقل كثافة ) ويستمر هبوط وصعود تيارات الهواء إلى أن يتم تبريد جو الثلاجة .
...........................................
نشاط 6 :
يوضح انتقال الحرارة الإشعاع في الغازات :
الخطوات :
قم بالوقوف في مكان مفتوح في يوم مشمس
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بالسخونة ( ارتفاع درجة الحرارة )
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة من الشمس إلى الأرض دون الحاجة إلى وجود وسط مادي تنتقل خلاله ( بما يسمى بالإشعاع )
..........................................
علل: لا تنتقل حرارة الشمس إلينا عن طريق التوصيل ؟ ولا عن طريق الحمل ؟
جـ ) لا تنتقل حرارة الشمس إلينا عن طريق التوصيل : لان الهواء الجوى ردئ التوصيل للحرارة .
ولا عن طريق الحمل : لان هناك فراغ شاسع بين الشمس والأرض ( لعدم وجود وسط مادي )
..................................
هل الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة الإشعاعية ؟
جـ ) ليست الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة الإشعاعية فكل المصادر الضوئية مثل المصباح الكهربى تنبعث منها الحرارة بالإشعاع
• انتقال الحرارة بالإشعاع :
هو انتقال الحرارة من جسم درجة حرارته مرتفعة إلى الوسط المحيط دون الحاجة إلى وجود وسط مادى تنتقل خلاله
تطبيقات:
1- تحاط مواقد شواء اللحوم بصفائح معدنية مصقولة ؟ لعكس معظم حرارة الإشعاع مما يساعد على سرعة عملية الشى .
2- نرتدي الملابس الداكنة في فصل الشتاء ؟ لأنها تمتص معظم الإشعاع الشمسي .
3- نرتدي الملابس الفاتحة في فصل الصيف ؟ لأنها تعكس معظم الإشعاع الشمسي .
• التطبيقات التكنولوجية للطاقة الحرارية في حياتنا :
توجد العديد من التطبيقات التكنولوجية القائمة على الطاقة الحرارية منها ما يعتمد على مصادر دائمة كالشمس ومنها ما يعتمد على مصادر غير دائمة كالبترول والفحم ومها ما يعتمد على مصادر متجددة كالكهرباء .
☺ لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي التأثير على البيئة مصدر الطاقة الذي يعتمد عليه نوع مصدر هذه الطاقة
المدفأة الكهربية غير ملوثة للبيئة الكهرباء متجدد
مدفأة الفحم ملوثة للبيئة الفحم غير دائم
السخان الشمسي غير ملوث للبيئة الشمس دائم
السخان الكهربى غير ملوث للبيئة الكهرباء متجدد
الموقد البترولي ملوث للبيئة مشتقات البترول غير دائم
أفران الغاز ملوثة للبيئة البوتاجاز – الغاز الطبيعي غير دائم
© التطبيقات التكنولوجية المعتمدة على الطاقة الشمسية :
التطبيق التكنولوجى تحولات الطاقة الاستخدام
الخلايا الشمسية تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية * تستخدم في إنارة أعمدة الإضاءة على الطرق السريعة وفى تشغيل بعض أنواع السيارات .
* تستخدم كمصدر اساسى للكهرباء في بعض البلاد الحارة
السخان الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * يستخدم في تسخين المياه .
المدفأة الشمسية تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم في تدفئة الهواء .
جهاز تحلية ماء البحر تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * يستخدم في الحصول على الماء العذب من مياه البحار والمحيطات عن طريق عمليتي التبخير والتكثيف .
الموقد الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم فيها مرايا وأسطح عاكسة لتركيز أشعة الشمس للحصول على طاقة حرارية تكفى لطهي الطعام .
الفرن الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم فيها عدسات محدبة قوية لتركيز أشعة الشمس للحصول على طاقة حرارية تكفى لصهر المعادن .
...................................
الشمس كمصدر رئيسي لمعظم الطاقات على سطح الأرض :
تعتبر الشمس هي المصدر رئيسي لمعظم الطاقات على سطح الأرض حيث :
1- تختزن الطاقة الشمسية في النبات بعملية البناء الضوئى في صورة طاقة كيميائية
2- تختزن الطاقة الكيميائية في الفحم والبترول
3- يحترق الوقود في محطات توليد القوى
4- تخرج هذه الطاقة في صورة طاقة : حرارية أو كهربية أو ضوئية .......... الخ
• تعريف الطاقة الحرارية :
هى صورة من صور الطاقة تنتقل من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الجسم الأعلى في درجة الحرارة.
• تعريف درجة الحرارة :
هي الحالة الحرارية للجسم والتي يتوقف عليها اتجاه انتقال الحرارة منه أو إليه عند ملامسته لجسم أخر .
• طرق الحصول على الطاقة الحرارية :
1- احتكاك الأجسام ببعضها البعض .
2- الطرق .
3- مرور التيار الكهربى في الأسلاك .
...................................
تطبيق 1 :
احتكاك كفى اليدين يؤدى إلى تولد طاقة حرارية ؛ تسبب الشعور بالدفء في الأيام الباردة ؛ وذلك لتحول الطاقة الميكانيكية بالاحتكاك إلى طاقة حرارية .
...........................
نشاط 1 :
الاحتكاك بين إطار العجلة والفرامل يؤدى إلى ارتفاع درجة حرارة كل منهما ؛ وذلك لتحول الطاقة الميكانيكية بالاحتكاك إلى طاقة حرارية .
...............................
نشاط 2 :
الأدوات المستخدمة :
1- كوبان متماثلان من البلاستيك 2- كرات صغيرة من المعدن
3- ترمومتر مئوى 3- شريط لاصق
الخطوات :-
1- ضع مجموعة الكرات في الكوب البلاستيك .
2- عين درجة حرارة الكرات بواسطة ترمومتر.
3- نكس فوق الكوب الأول الكوب الآخر وثبتهما معا ًبالشريط ألاصق .
4- اقلبهما من 20: 30 مرة ثم عين درجة حرارة الكرات مرة أخرى .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
ارتفاع درجة حرارة الكرات المعدنية
التفسير :
1- زيادة سرعة الكرات أثناء قلب الكوبان أدى إلى زيادة طاقة حركتها وبالتالى أدى إلى ارتفاع درجة حرارتها .
2- كلما ازداد عدد مرات قلب الكوبان ازدادت درجة حرارة الكرات .
الاستنتاج :
1- حركة الجسيمات واحتكاكها ببعضها يتسببا في ارتفاع درجة حرارتها .
2- تتناسب درجة الحرارة تناسباً طردياً مع سرعة حركة الجسيمات وبالتالي مع طاقة حركتها .
...................................
• انتقال الحرارة :
تنتقل الحرارة من الأجسام الأعلى في درجة الحرارة إلى الأجسام الأقل في درجة الحرارة .
............................
• نشاط 3 :
المس قطعة من الثلج بيدك اليمنى وباليد اليسرى امسك كوب به ماء ساخن
ماذا تلاحظ ؟
تشعر في اليد اليمنى بالبرودة بينما في اليد اليسرى تشعر بارتفاع درجة الحرارة ؛ والتفسير لذلك انتقلت الحرارة من اليد اليمنى إلى قطعة الثلج فشعرت بانخفاض درجة الحرارة بينما انتقلت الحرارة من الكوب إلى اليد اليسرى فشعرت بارتفاع درجة الحرارة .
...........................
• طرق انتقال الحرارة :
تختلف طريقة انتقال الحرارة باختلاف حالة المادة التي تنتقل خلالها كالاتى :
1- في المواد الصلبة : تنتقل الحرارة بالتوصيل
2- في المواد السائلة : تنتقل الحرارة بالحمل
3- في المواد الغازية : تنتقل الحرارة بالحمل والإشعاع
نشاط ( 3 )
يوضح انتقال الحرارة بالتوصيل :
الخطوات :
امسك ملعقة معدنية باليد واستخدمها في تقليب كوب من الشاي الساخن
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بسخونة طرف الملعقة الممسوكة باليد تدريجياً .
التفسير :
تنتقل الحرارة تدريجياً من طرف الملعقة الساخن الملامس للشاي إلى الطرف الآخر البارد الملامس لليد .
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالتوصيل خلال بعض الأجسام الصلبة من طرف إلى أخر .
...............................
• انتقال الحرارة بالتوصيل :
هو انتقال الحرارة بالملامسة خلال بعض الأجسام الصلبة من الطرف الأعلى في درجة الحرارة إلى الطرف الأقل في درجة الحرارة .
تطبيقات :
1- تصنع أوانى الطهي وتسخين السوائل من النحاس أو الالومنيوم ؟ لان النحاس والالومنيوم من المواد جيدة التوصيل للحرارة ، وتنتقل فيهما حرارة الموقد من نقطة إلى أخرى ( بالتوصيل ) بسرعة .
2- يتركب زجاج بعض النوافذ من طبقتين من الزجاج بينهما هواء ؟ لمنع تسرب الحرارة إلى الداخل في فصل الصيف أو إلى الخارج في فصل الشتاء .
............................
نشاط 4 :
يوضح انتقال الحرارة بالحمل في الغازات :
الخطوات :
ضع المدفأة الكهربية على أرضية الغرفة .
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بسخونة الهواء الموجود بالغرفة تدريجياً
التفسير :
عندما يسخن الهواء القريب من المدفأة تقل كثافته ،فيرتفع لأعلى ويحل محله هواء بارد ( أكبر كثافة )من أعلى الغرفة وتستمر دورة الهواء صعوداً وهبوطاً إلى أن يتم تدفئة جو الغرفة .
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالحمل خلال الغازات عن طريق التيارات الساخنة الصاعدة والتيارات الباردة الهابطة .
.............................
نشاط 5 :يوضح انتقال الحرارة بالحمل في السوائل :
الخطوات :
قم بتسخين كمية من الماء في دورق على لهب بنزن
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
ترتفع درجة حرارة الماء تدريجيا ، نلاحظ حدوث فوران أو غليان للماء
التفسير :
عندما يسخن الماء القريب من اللهب تقل كثافته ،فيرتفع لأعلى ويحل محله ماء بارد ( أكبر كثافة )من أعلى وتستمر دورة الماء صعوداً وهبوطاً إلى أن يتم غليان الماء
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة بالحمل خلال السوائل عن طريق التيارات الساخنة الصاعدة والتيارات الباردة الهابطة
...............................
• انتقال الحرارة بالحمل :
هو انتقال الحرارة خلال الأوساط السائلة والغازية بصعود جزيئات الوسط الساخنة ( الأقل كثافة )
لأعلى وهبوط جزيئات الوسط الباردة ( الأكبر كثافة ) لأسفل .
تطبيقات :
1- توضع المدفأة على أرضية الغرفة ؟ حتى يتم تسخين الهواء القريب منها فتقل كثافته وبالتالى يرتفع إلى أعلى ويحل محله هواء بارد ( أكبر كثافة ) ويستمر صعود وهبوط تيارات الهواء إلى أن يتم تدفئة جو الغرفة .
2- يثبت الفريزر أعلى الثلاجة ؟ حتى يتم تبريد الهواء القريب منه فتزداد كثافته وبالتالى يهبط إلى أسفل ويحل محله هواء أقل برودة ( أقل كثافة ) ويستمر هبوط وصعود تيارات الهواء إلى أن يتم تبريد جو الثلاجة .
...........................................
نشاط 6 :
يوضح انتقال الحرارة الإشعاع في الغازات :
الخطوات :
قم بالوقوف في مكان مفتوح في يوم مشمس
ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة :
الشعور بالسخونة ( ارتفاع درجة الحرارة )
الاستنتاج :
تنتقل الحرارة من الشمس إلى الأرض دون الحاجة إلى وجود وسط مادي تنتقل خلاله ( بما يسمى بالإشعاع )
..........................................
علل: لا تنتقل حرارة الشمس إلينا عن طريق التوصيل ؟ ولا عن طريق الحمل ؟
جـ ) لا تنتقل حرارة الشمس إلينا عن طريق التوصيل : لان الهواء الجوى ردئ التوصيل للحرارة .
ولا عن طريق الحمل : لان هناك فراغ شاسع بين الشمس والأرض ( لعدم وجود وسط مادي )
..................................
هل الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة الإشعاعية ؟
جـ ) ليست الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة الإشعاعية فكل المصادر الضوئية مثل المصباح الكهربى تنبعث منها الحرارة بالإشعاع
• انتقال الحرارة بالإشعاع :
هو انتقال الحرارة من جسم درجة حرارته مرتفعة إلى الوسط المحيط دون الحاجة إلى وجود وسط مادى تنتقل خلاله
تطبيقات:
1- تحاط مواقد شواء اللحوم بصفائح معدنية مصقولة ؟ لعكس معظم حرارة الإشعاع مما يساعد على سرعة عملية الشى .
2- نرتدي الملابس الداكنة في فصل الشتاء ؟ لأنها تمتص معظم الإشعاع الشمسي .
3- نرتدي الملابس الفاتحة في فصل الصيف ؟ لأنها تعكس معظم الإشعاع الشمسي .
• التطبيقات التكنولوجية للطاقة الحرارية في حياتنا :
توجد العديد من التطبيقات التكنولوجية القائمة على الطاقة الحرارية منها ما يعتمد على مصادر دائمة كالشمس ومنها ما يعتمد على مصادر غير دائمة كالبترول والفحم ومها ما يعتمد على مصادر متجددة كالكهرباء .
☺ لاحظ الجدول التالي :
التطبيق التكنولوجي التأثير على البيئة مصدر الطاقة الذي يعتمد عليه نوع مصدر هذه الطاقة
المدفأة الكهربية غير ملوثة للبيئة الكهرباء متجدد
مدفأة الفحم ملوثة للبيئة الفحم غير دائم
السخان الشمسي غير ملوث للبيئة الشمس دائم
السخان الكهربى غير ملوث للبيئة الكهرباء متجدد
الموقد البترولي ملوث للبيئة مشتقات البترول غير دائم
أفران الغاز ملوثة للبيئة البوتاجاز – الغاز الطبيعي غير دائم
© التطبيقات التكنولوجية المعتمدة على الطاقة الشمسية :
التطبيق التكنولوجى تحولات الطاقة الاستخدام
الخلايا الشمسية تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية * تستخدم في إنارة أعمدة الإضاءة على الطرق السريعة وفى تشغيل بعض أنواع السيارات .
* تستخدم كمصدر اساسى للكهرباء في بعض البلاد الحارة
السخان الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * يستخدم في تسخين المياه .
المدفأة الشمسية تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم في تدفئة الهواء .
جهاز تحلية ماء البحر تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * يستخدم في الحصول على الماء العذب من مياه البحار والمحيطات عن طريق عمليتي التبخير والتكثيف .
الموقد الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم فيها مرايا وأسطح عاكسة لتركيز أشعة الشمس للحصول على طاقة حرارية تكفى لطهي الطعام .
الفرن الشمسى تتحول فيها الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية * تستخدم فيها عدسات محدبة قوية لتركيز أشعة الشمس للحصول على طاقة حرارية تكفى لصهر المعادن .
...................................
الشمس كمصدر رئيسي لمعظم الطاقات على سطح الأرض :
تعتبر الشمس هي المصدر رئيسي لمعظم الطاقات على سطح الأرض حيث :
1- تختزن الطاقة الشمسية في النبات بعملية البناء الضوئى في صورة طاقة كيميائية
2- تختزن الطاقة الكيميائية في الفحم والبترول
3- يحترق الوقود في محطات توليد القوى
4- تخرج هذه الطاقة في صورة طاقة : حرارية أو كهربية أو ضوئية .......... الخ
