ملخص الدرس / الثالثة متوسط/فيزياء/الظواهر الميكانيكية/الطاقة و تحويلاتها

مفهوم السلسلة الطاقوية:

- تعريف: عبارة عن مخطط لجملة يوجد فيها تحويل طاقوي بين عناصرها وهي مراحل الوصول إلى الفعل النهائي لتركيب معين.

نتحصل على السلسلة الطاقوية من السلسلة الوظيفية ذلك باستبدال أفعال أداء بأنماط تحويل الطاقة وأفعال حالة بأشكال الطاقة حيث نجد:

1- أفعال الأداء بعبارة أنماط تحويل الطاقة نجد:

• يسحب يوافق تحويل ميكانيكي W
• يغذي يوافق تحويل كهربائي We
• يسخن يوافق تحويل حراري q
• يضيء يوافق تحويل إشعاعي Er

 2- أفعال الحالة بأشكال الطاقة: حيث نجد:

• يتقدم يوافق طاقة حركية Ec والطاقة الحركية مرتبطة بالحالة الحركية للجملة.
• يسخن يوافق طاقة داخلية E₁ والطاقة الداخلية مرتبطة بحالة الجسم الحرارية.

من هنا نستنتج أن الطاقة مقدار فيزيائي يمكن تخزينه في جملة أو تحويله إلى جملة أخرى.

تخزين وتحويل الطاقة:

توجد الطاقة على حالتين:

أ) الحالة العيانية: على المستوى العياني يمكن أن نميز ما يلي:

1. الطاقة الحركية: نرمز لها بالرمز Ec وهي مرتبطة بالحالة الحركية للجسم سواء كانت دائرية أو مستقيمة.

2. الطاقة الكامنة: نرمز لها بالرمز Ep وهي تتعلق بثقل الجسم ومرونيته وهي نوعان:

• الطاقة الكامنة الثقلية: نرمز لها بالرمز Epp تتعلق بثقل الجسم وارتفاعه عن سطح الأرض.
• الطاقة الكامنة المرونية: نرمز لها بالرمز Epe وتتعلق بمرونة الجسم أي المادة التي يصنع منها مثل النابض المطاط إذ يعود إلى طبيعته بعد إزالة الضغط.

ب) الحالة المجهرية: على المستوى المجري حيث تكون الطاقة داخلية وتتعلق بالحالة الحرارية للجسم حيث نميز:

• الطاقة الداخلية الكيميائية Eic: لها علاقة بتغير حدود التفاعل الكيميائي.
• الطاقة الداخلية الفيزيائية Eip: لها علاقة بتغير الحالة الفيزيائية للجسم.
• الطاقة الداخلية النووية Eim: لها علاقة في حدود التفاعل الكيميائي.

للمزيد من التفاصيل اليك الفيديوهات التالية :

الفيديو الأول :

الفيديو الثاني : 

الفيديو الثالث :

نماذج عن السلسلة الطاقوية: (لاحظ الشكل)

للمزيد من التفاصيل اليك الفيديوهات التالية :

الفيديو الأول : 

الفيديو الثاني :

مبدأ انحفاظ الطاقة:

إن مبدأ انحفاظ الطاقة فرضية أساسية في العلوم الفيزيائية عند الفيزيائيين وغير قابلة للبرهان إلى يومنا هذا:

1- نص مبدأ انحفاظ الطاقة:

إن طاقة لا تستحدث ولا تزول إذا اكتسبت جملة ما طاقة فإن هذه الطاقة تكون قد أخذتها من جملة أخرى أو أكثر.

وإذ فقدت جملة ما طاقة فإن هذه الطاقة تكون قد قدمتها لها جملة أخرى.

سوف نتعرض الآن إلى تحويلات الطاقة نحو المحيط للتميز بين التحويل المفيد للطاقة والتحويل الغير مفيد لها أي الضياع في الطاقة (لاحظ الشكل).

مثل : اشتعال مصباح بواسطة قارورة غاز.

 

 السهم المتطقع يمثل الطاقة الضائعة

 المستمر يمثل الطاقة المفيدة

فالتحويل الطاقوي بين جملة وأخرى يصحبه دوما ضياع في الوسط الخارجي.

فنكتب: 

 = الطاقة الكلية التي تتلقاها الجملة.

 = الطاقة الضائعة

 = الطاقة المفيدة

الطاقة الكلية = الطاقة المقيدة + الطاقة الضائعة

 

وحدة ورمز الطاقة:

يرمز للطاقة بحرف أما وحدة قياسها المعمول بها دوليا ي الجول  والكيلوجول من مضاعفات الجول 

للمزيد من التفاصيل اليك الفيديوهات التالية :

الفيديو الأول : 

الفيديو الثاني : 

 

إعداد الحصيلة الطاقوية:

تمثل أشكال الطاقة المتغيرة أو القابلة للتغير داخل فقاعة بواسطة أعمدة أي عمود لكل شكل من أشكال مملوءة جزئيا كما هو مثل ممثل في الشكل الأول:

 

عندما يحول الجسم الأول الطاقة التي يتلقاها أو يقدمها بصفة كاملة إلى جسم ثاني فإننا نمثل السم الأول بفقاعة فارغة أي لا تحتوي على عمود.

مثال: الشكلان 2 و 3 يمثلان إشتعال مدفئة كهربائية.

- بداية تشغيل المدفأة ، تبدأ درجة حرارتها بالإرتفاع حتى وصولها إلى درجة حرارة تشغيلها  بين  تسخن المدفأة كما تسخن الغرفة قليلا بعد تواصل المدفأة تسخين المحيط وتبقي هي ساخنة بنفس الكيفية أي أن المدفأة تحول كل الطاقة التي تتلقاها إلى المحيط لدى مثلتها بفقاعة فارغة.

للمزيد من التفاصيل اليك الفيديوهات التالية :

الفيديو الأول :

الفيديو الثاني :

 

للمزيد من التفاصيل اليك الفيديوهات التالية :

الفيديو الأول :