العلوم الفيزيائية — الطاقة: أنواعها وتحولاتها — الثالثة متوسط — المنهاج الجزائري

الدرس: الطاقة – أنواعها وتحولاتها

1. مفهوم الطاقة

الطاقة هي القدرة على إنجاز شغل أو إحداث تغيير. وحدة قياس الطاقة هي الجول (Joule). توجد الطاقة في أشكال مختلفة تتحول من شكل إلى آخر وفق مبدأ حفظ الطاقة: الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من عدم، بل تتحول من شكل إلى آخر. يمكن تصنيف الطاقة إلى طاقة حركية وطاقة كامنة وطاقة حرارية وكهربائية ونووية.

2. أنواع الطاقة

الطاقة الحركية: طاقة الحركة = ½ m v². الطاقة الكامنة الثقالية: طاقة الوضع = m g h. الطاقة الحرارية: طاقة اهتزاز الجزيئات. الطاقة الكهربائية: تدفق الإلكترونات. الطاقة النووية: طاقة الرابطة النووية. الطاقة الكيميائية: طاقة الروابط بين الذرات. الطاقة الضوئية: طاقة الفوتونات. الطاقة الصوتية: طاقة الاهتزازات الميكانيكية.

3. تحولات الطاقة

تحول الطاقة الميكانيكية إلى حرارية: الاحتكاك يولد حرارة. تحول الطاقة الكهربائية إلى ضوئية: المصباح الكهربائي. تحول الطاقة الكيميائية إلى حرارية: احتراق الخشب. تحول الطاقة النووية إلى كهربائية: المحطات النووية. تحول الطاقة الضوئية إلى كهربائية: الألواح الشمسية. تحول الطاقة الحركية إلى كهربائية: المولدات الكهربائية (المحطات المائية).

4. مصادر الطاقة

مصادر الطاقة المتجددة: الشمس (طاقة شمسية)، الرياح (طاقة رياح)، الماء (طاقة مائية)، الكتلة الحيوية (وقود حيوي)، الحرارة الجوفية (طاقة حرارية أرضية). مصادر الطاقة غير المتجددة: النفط، الغاز الطبيعي، الفحم (الوقود الأحفوري)، اليورانيوم (الطاقة النووية). تتجه العالم حالياً نحو الطاقات المتجددة لتقليل الانبعاثات الكربونية.

5. مثال تطبيقي

كرة كتلتها 2 كغ تسقط من ارتفاع 10 أمتار. أحسب الطاقة الكامنة الابتدائية والطاقة الحركية قبل اصطدامها بالأرض (g=10 m/s²).

الحل: الطاقة الكامنة = m×g×h = 2×10×10 = 200 جول. عند السقوط تتحول الطاقة الكامنة إلى حركية، فقبل الاصطدام: الطاقة الحركية = 200 جول.

6. تمارين

التمرين الأول: اذكر خمسة أنواع من الطاقة مع مثال لكل نوع.

التمرين الثاني: اشرح تحولات الطاقة في محطة توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم.

للمزيد: درس التيار الكهربائي و درس الحرارة والطاقة.