شرح درس الطاقة والوقود وسلسة صور الطاقة: العلوم للصف الرابع الإبتدائي الترم الثاني

الوحدة الثالثة: الطاقة والوقود 

ابنائي وبناتي تلاميذ وتلميذات 

الصف الرابع الإبتدائي

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

مقالنا اليوم في مادة العلوم، 

الفصل الدراسي الثاني  

تدور أحداثه حول الطاقة والوقود،

وكيفية استخدامنا للوقود لتوليد الطاقة.

الطاقة داخل الأجهزة

أولًا لابد أن نتذكر أن:

• الطاقة هي القدرةعلى بذل شغل، وقد ساعدتنا التكنولوجيا في تحويل الطاقة االضوئية الصادرة من الشمس (الطاقة الشمسية) إلى صور مختلفة للطاقة، حرارية، وكهربية، وحركية، وصوتية إلخ.

• كما أن الطاقة لا تُفنى ولا تُستحدث من عدم، وهذا ما يسمى بقانون بقاء الطاقة، وبالتالي يمكن تحول الطاقة من صورة إلى أخرى وذلك من خلال الأجهزة، وهذه الأجهزة تحتاج إلى طاقة لتعمل معنا بشكل مستمر وتقوم بوظائفها، ومثال ذلك : لعب الأطفال حين تتوقف عن الحركة وتسلية الأطفال لنفاذ الطاقة منها ألا وهي البطاريات، فعند نفاذ الطاقة منها يتم شحنها أي توصيلها بالشاحن أو استبدالها بشراء بطاريات جديدة في حالة التلف، وهذه البطاريات بها طاقة كيميائية تتحول إلى طاقة حركية أو صوتية أو ضوئية لتزويد الألعاب بالطاقة اللازمة. كما يمكن التحكم في الأجهزة والألعاب عن بُعد ودون لمسها.

كوكب المريخ

• ويطلق عليه الكوكب الأحمر نظرًا لوجود ثاني أكسيد الكربون بصورة كبيرة ويبعد كوكب المريخ عن كوكب الأرض بمسافة تُقدر بنحو 54 مليون كيلو متر، أي يحتاج الإنسان ستة أشهر للوصول إلى المريخ، ولم يصل الإنسان إليه ولكن، أرسل مركبات فضائية وروبوتات بدون أشخاص، فجميع البعثات التي أُرسلت لم يكن بها أفراد وكان الإعتماد الرئيسي على المركبات الفضائية أو الروبوتات وقد قامت هذه الروبوتات بتأدية وظائفها بتشغيلها عن بُعد والتحكم فيها وأشهر هذه الروبوتات هو عربة : استكشاف المريخ " كيريوسيتي " . وتعمل هذه العربة المكتشفة لكوكب المريخ بالطاقة الكهربية المختزنة داخل بطارية طويلة الأمد، أو باللوحات الشمسية كمصدر للطاقة.

• تحول هذه العربة " كيريوسيتي "الطاقة الشمسية إلى طاقة حركية وحرارية وكهربية لتشغيل أجهزة استشعارها عن بُعد لتتحرك على سطح كوكب المريخ، ولا يمكن بأي حال استخدام البطاريات العادية لهذه العربة لصعوبة الاستبدال أو الشحن على المريخ.

سلسلة صور الطاقة

• يوجد العديد من صور الطاقة مصدرها الأساسي هو الشمس عن طريق الضوء، ومن أهم إحدى سلاسل صور الطاقة المألوفة لدينا هي عملية تناول الطعام، حيث تبدأ الطاقة الضوئية القادمة من الشمس والتي تصل إلى الأرض ومنها إلى النبات الذي بدوره يحول هذه الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية تُختزن في صورة مواد سكرية كما في ثمرة التفاح، وفي ثمرة البرتقال وغيرها، ثم يأكلها الإنسان ويحولها من طاقة كيميائية إلى طاقة فحركية هي بمثابة الوقود للإنسان الذي من خلال هذه الطاقة المتولدة يقوم بمهامه وأعماله .

• كما تعمل الطاقة الضوئية المنبعثة من الشمس على نمو الأشجار حيث تخزن الطاقة داخل تلك الأشجار على شكل طاقة كيميائية وعند حرق خشب هذه الأشجار تخرج طاقة حرارية، وتتولد الكهرباء من احتراق الفحم.

الطاقة والأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية

• للطاقة صور عديدة حيث يمكن تحولها من صورة إلى أخري فمثلا:

1. المصباح الكهربي: يُحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وحرارية.
2. التلفاز: يحول الطاقة الكهربية إلى طاقة صوتية وضوئية.
3. المروحة: تحول الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية وهذه هي مخرجات الطاقة.
4. الغسالة: تحول الطاقة الكهربية الداخلة إليها إلى طاقة حركية وصوتية وهذه هي مخرجات الطاقة.
5. مجفف الشعر: يحول الطاقة الكهربية إلى طاقة حرارية وحركية وصوتية.
6. ممارسة الرياضة: تحول الطاقة الكيميائية المختزنة في الجسم (الغذاء) إلى طاقة حركية فكل ما ينتج عن مدخلات (الكهرباء) الطاقة يُسمى مخرجات.

فقدان الطاقة عند التحول

• يوجد فقد للطاقة عند تحولها من صورة إلى أخري وتُسمى طاقة مهدرة ولا نستفيد منها حيث تتسرب معظم الطاقة المفقودة في صورة حرارة  مثال:

ما هو المصباح الكهربي؟

• يحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وحرارية، فالطاقة الضوئية نستفيد منها في الرؤية، أما الطاقة الحرارية فمهدرة ولا نستفيد منها بشيء، كذلك الطاقة المنتجة من تحول الطاقة الكهربية في الغسالة إلى طاقة حركية وصوتية  فالطاقة الحركية تساعد في غسل الملابس بصورة جيدة، وأما الطاقة الصوتية فهي مصدر ازعاج ولا نستفيد منها، وكذلك الحال في جهاز الخلاط الكهربي الذي يُخرج لنا طاقة حركية تعمل على حركة الموتور لفرم وخلط الأطعمة المختلفة وبالتالي تتم الإستفادة،وأما الطاقة الصوتية فلا إفادة منها.

تدريبات على درس الطاقة والوقود

• ضع علامة ( √ ) أمام العبارة الصحيحة وعلامة ( × ) أمام العبارة الخاطئة مع تصويب الخطأ .

1. يمكن أن تتحول الطاقة من صورة إلى أخرى  √ 
2. معظم سلاسل صور الطاقة تبدأ من القمر ×  الصواب: الشمس
3. عند نفاذ شاحن بطارية الهاتف المحمول نقوم بشراء بطارية جديدة  × الصواب:  نقوم بتوصيلها بالشاحن
4. كوكب المريخ يوجد على بُعد أمتار من كوكب الأرض ×  الصواب:54 مليون كيلو متر
5. أشهر روبوت اُستخدم لإكتشاف المريخ هو " كيريوسيتي "  √
6. الطاقة الصوتية من مدخلات الطاقة في الغسالة الكهربائية  ×   الصواب: من المخرجات
7. عند فرك اليدين تتحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية  √ 
8. مخرجات الطاقة في المكواة هي الطاقة الحرارية  √ 
9. مصدر الطاقة المستهلك في المروحة الكهربية هو الطاقة الكهربية  √ 

أكمل العبارات التالية

1. المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض هو  ...الشمس.....
2. عند احتراق الفحم ينتج طاقة ...حرارية.......
3. عند نفاذ شحن بطارية اللعب يجب  ....توصيلها بالشاحن.....
   
4. مجفف الشعر وسخان المياه، ينتجان طاقة ..حرارية.....
   
5. تحتوي البطاريات بداخلها على طاقة.....كيميائية.......
   
6. بعض الألعاب تعمل يدويًا، والبعض الآخر  ...يعمل عن بُعد......
   
7. تحتاج جميع الأجهزة إلى ....طاقة كهربية...... لكي تعمل .
8. مخرجات الطاقة في المكواة هو الطاقة ....الحرارية...........
   
9. الطاقة المختزنة داخل شجرة الموز تكون على شكل طاقة ..كميائية......
10. مصدر الطاقة المستهلكة في المروحة الكهربية هو الطاقة ......الكهربية.......

1. الطاقة الكهربية من ...مدخلات.....  الطاقة في الغسالة الكهربية.
   
2. تتحول الطاقة الكهربية في المروحة إلى طاقة  ....حركية.....
   
3. الروبوت ..يحتاج...... إلى طاقة لتشغيله أو تحركه .
4. تتحول الطاقة الكهربية في المدفأة إلى طاقة ...حرارية......
   
5. الجرس اليدوي يحول الطاقة ..الحركية....... إلى طاقة ...صوتية.......
   
6. تساعدنا ...سلاسل صور الطاقة...... على تتبع مسارات الطاقة .
   
7. تصدر الشمس طاقة ضوئية يستخدمها النبات ويخزنها في صورة ..طاقة كيميائية....... .

اختر الإجابة الصحيحة مما بين القوسين

1. في المصباح الكهربي تتحول الطاقة الكهربية المختزنة إلى طاقة (حرارية - حركية - ضوئية - ضوئية وحرارية).
   
2. عند إضاءة المصباح الكهربي تمر الطاقة الكهربية عبر(البلاستيك - الأسلاك ).
   
3. نوع الطاقة الموجود في البطاريات طاقة (حرارية -  كيميائية  -  ضوئية -  صوتية).
   
4. في سلاسل صور الطاقة نجد أن المصدر الرئيسي للطاقة هو (البترول - الفحم - الشمس - الكهرباء).
5. الطاقة الناتجة عند العزف على آلة الجيتار الموسيقية  هي طاقة ..صوتية.......(صوتية - موسيقية - حركية - ضوئية).

ماذا يحدث إذا حُجب ضوء الشمس عن بعض المناطق؟

• يقل نمو النباتات في هذه المناطق ولن تجد الحيوانات غذاءا لها مما يضر بالنظام البيئي.
  

بما تفسر أصل تكون الفحم هو الشمس؟

• لأن الأشجار قد حصلت على الضوء من الشمس منذ ملايين السنين ومن بقايا تلك الأشجار تكون الفحم .
  

  

اختبر نفسك و أجب عن الأسئلة الآتية:

1. ماذا تفعل عند نفاذ بطارية اللعبة؟
2. ماذا تفعل عند نفاذ بطارية التليفون المحمول؟
3. بما تفسر يصعب شحن البطاريات العادية على كوكب المريخ؟
4. اذكر قانون بقاء الطاقة ؟
5. ما هو أشهر روبوت لإكتشافات المريخ؟
6. كم يحتاج الإنسان للوصول إلى كوكب المريخ؟
7. اذكر أهمية المصباح الكهربي؟

• (ضع الحلول في التعليقات للمراجعة)

إلى هنا انتهى درس اليوم، ونرحب بكل الآراء والتعليقات وانتظرونا في الدرس القادم بمشئية الله.