الدرس الثالث ... الماده و الطاقه

المادة والطاقة
تتحول المادة من حالة لأخرى عن طريق فقد أو اكتساب طاقه

مثال :- دورة الماء فى الطبيعة وتحولات المادة من صورة لأخرى
-تتم دورة المياة
1-تبخير المياة وتكوين السحب عن طريق :-
أ-عمليات التنفس والإخراج فى الحيوان والنتح والتنفس فى النبات .
جـ-تبخير المياة من البحار والمحيطات والأنهار ويتكون السحب بفعل أشعة الشمس
2-تتكاثف السحب وتسقط الأمطار عندئذ :-
أ-يتسرب جزء من مياة الأمطار إلى التربة حيث يمتصة النبات مرة أخرى .
ب-يتجمع جزء من مياة الأمطار فى الأنهار والبحيرات ليستغل بواسطة الانسان والحيون .
 علل : دورة المياة مثال لتحولات المادة
لآن دورة المياة تتم على خطوتين هم تبخير المياة وتكوين السحب ثم تكثيف المياة
وسقوط الأمطار
أولا الكتلة والحالة الفيزيقية للمادة
تجربة
 الأدوات : ميزان رقمي أو حساس – جفنة – قطعة شمع - لهب
 خطوات العمل :
1- عين كتلة قطعة الشمع بواسطة الميزان الحساس
ثم ضعها فى الجفنة
2- جزء قطعة الشمع لأجزاء صغيرة ثم عين كتلتها
مرة أخرى
3- ضع الجفنة و مابها من شمع على اللهب واتركها حتى تنصهر ثم عين كتلتها مرة أخرى
 الملاحظة :
كتلة الجفنة و مابها من شمع صلب تساوى كتلتها و مابها من شمع مجزأ تساوى كتلتها و مابها من شمع منصهر
الاستنتاج :
كتلة المادة ثابتة لا تتغير بتغير حالاتها أو تقسيمها
التغير الفيزيائي لا يسبب تغير فى كتلة المادة
 علل تظل كتلة الشمعة كما هى بعد تجزئتها أو بعد صهرها
لان كتلة المادة ثابتة لا تتغير بتغير حالاتها أو تقسيمها
العلاقة بين الكتلة والتغير الكيميائي للمادة
تجربة
الأدوات :
شمعة – ميزان رقمي– أنبوبة زجاجية مفتوحة الطرفين - شبكة ضيقة المسام
خطوات العمل :-
1- عين كتلة الشمعة والجير الصودى بواسطة الميزان الحساس
2- أشعل الشمعة وضعها داخل الأنبوبة الزجاجية
3- ضع الشبكة وعليها الجير الصودى على فوهة الأنبوبة الزجاجية
4- اترك الشمعة مشتعلة لفترة زمنية كافية ثم أطفئها وعين كتلتها
مرة أخرى
5- عين كتلة الجير الصودى
الملاحظة :
- زيادة كتلة الجير الصودى ونقص كتلة الشمعة
- مقدار الزيادة فى كتلة الجير الصودى أكبر من مقدار النقص فى كتلة الشمعة
التفسير :-
عند احتراق الشمعة تتحد مكونات الشمعة وهى الكربون والهيدروجين مع الأكسجين الموجود فى الهواء الجوى مكونا ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وترجع الزيادة فى وزن الجير الصودى عن النقص فى وزن الشمعة لوجود غاز الأكسجين
الاستنتاج :-
التغير الكيميائى للمادة يسبب تغير فى كتلتها
المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة لأخرى
 قانون بقاء المادة
المادة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة لأخرى
 علل : عند احتراق شمعة يكون كتلة عوادم الاحتراق أكبر من مقدار النقص في كتلة الشمعة0
لآن مادة الشمعة وهى الكربون والهيدروجين عندما تشتعل فأنها تتحد مع الأكسجين وينتج غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ويرجع الزيادة في كتلة المواد الناتجة إلى غاز الأكسجين0 C& H + O2 CO2 + H2O
 علل : المادة لا تفنى و لا تستحدث من العدم
لأنها تحول من صورة لأخرى
تدريب :- سجلت البيانات التالية أثناء التجربة الموضحة بالكل
قبل التجربة بعد التجربة
وزن الشمعة 30 جم 25جم
وزن الجير الصودى 10جم 17جم
1- ماهى الغازات الناتجة من احتراق الشمعة إذا علمت
أن الشمعة تتكون من الكربون والهيدروجين
الإجابة:- ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء
C& H + O2  CO2 + H2O
2-اذكر نوعين من الطاقة الناتجة من احتراق الشمعة
الإجابة : حرارية وضوئية

-قارن بين مقدار النقص فى وزن الشمعة ومقدار الزيادة فى وزن الجير الصودى مع التوضيح
-مقدار الزيادة فى وزن الجير الصودى اكبر من مقدار النقص فى وزن الشمعة:-
لآن مادة الشمعة وهى الكربون والهيدروجين عندما تشتعل فأنها تتحد مع الأكسجين وينتج غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ويرجع الزيادة في كتلة المواد الناتجة إلى غاز الأكسجين 0 C& H + O2  CO2 + H2O
الطاقة
مقدمة :
فى تطور المجتمعات الإنسانية حدث تطور كبير فى الحصول على مصادر الطاقة سواء من الفحم و البترول و الرياح و المد والجذر والطاقة الشمسية والطاقة المستمدة من مساقط المياة و أخيرا يجاهد الإنسان للاستفادة من الطاقة النووية
 تعريف الطاقة
-هي القدرة على بذل شغل أو أحداث تغير
وحدة قياس الطاقة :
( السعر – الجول )
الطاقة وإحداث تغير :-
1) تحويل المادة من الحالة السائلة إلى بخار بالتسخين حيث يلزم اكتساب كميه من الطاقة الحرارية تظهر فى ارتفاع درجة حرارة المادة وتتحول إلى بخار
2) تحويل الماء السائل إلى ثلج بالتبريد حيث تختفي كمية من الطاقة فى صورة انخفاض فى درجة الحرارة تدريجيا
صور الطاقة وتحولاتها :-
1- الطاقة الكهربية 2- الطاقة الصوتية 3- الطاقة الشمسية
4- الطاقة المغناطييسة 5- طاقة الرياح 6- طاقة الوضع
7- طاقة الحركة 8- الطاقة الميكانيكية 9- طاقة المد والجذر
تحولات الطاقة
تجربة
خطوات العمل :-
1- كون دائرة كهربية كما بالشكل
2- أغلق الدائرة
الملاحظة :-
- إضاءة المصباح الكهربي - انحراف الإبرة المغناطيسية
- فى البطارية : تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
- إضاءة المصباح الكهربى : دليل على تحول الطاقة الكهربية إلى ضوئية وحرارية
- انحراف البوصلة المغناطيسية : دليل على تحول الطاقة الكهربية إلى مغناطيسية إلى حركية
الاستنتاج
تتحول الطاقة من صورة لأخرى ولكنها لا تفنى ولا تستحدث من العدم
 قانون بقاء الطاقة
الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة لأخرى
 المادة والطاقة
 العالم ماكس لبلانك
يمكن تحويل المادة إلى طاقة والعكس
 قانون بلانك :
- كمية الطاقة الناتجة تتناسب طرديا مع الكتلة المتحولة
الطاقة الناتجة  الكتلة المتحولة
الطاقة الناتجة = مقدار ثابت × الكتلة المتحولة
 أينشتين
- استنتج أن المقدار الثابت = مربع سرعة الضوء = (3 × 10 8 ) 2
 العالم المصري الدكتور على مصطفى مشرفة
المادة والطاقة والإشعاع ماهى إلا صور متعددة لشئ واحد يمكن تحويل كل منهم للآخر 0اى أنة إذا اختفت كتلة معينة من المادة عند تحولها من صورة لأخرى تظهر فى صورة طاقة
ملاحظات
1- إذا تساوى النقص فى الكتلة يتساوى كمية الطاقة الناتجة
2- الكميات الكبيرة فى الطاقة الناتجة يقابلها نقص كبير فى الكتلة والعكس

 علل تتساوى كمية الطاقة الناتجة من 5 جرام يورانيوم مع كمية الطاقة الناتجة من 5 جرام ثور يوم .
- نظرا لأن الطاقة الناتجة = ك × 9 × 10 16 جول
الكتلتين متساويتين  كمية الطاقة الناتجة منهما متساوية
 علل : الطاقة لا تفنى و لا تستحدث من العدم
لأنها تحول من صورة لأخرى
 علل : كمية الطاقة الناتجة من شمعة كتلتها 50 جرام اكبر من كمية الطاقة الناتجة من شمعة كتلتها 30 حرام
لآن الطاقة الناتجة تتناسب طرديا مع الكتلة المتحولة

 أمثلة محلولة
مثال1 :إذا وجد كتلة مقدارها 1000 كيلو جرام وأصبحت بعد التحول 999 كيلوجرام فان النقص فى الكتلة يساوى واحد كيلو جرام يظهر على شكل طاقة تقدر بـ
الطاقة الناتجة = ك كجم × 9 × 10 16 جول
الطاقة الناتجة = 1 × 9 × 10 16 = 9 × 10 16 جول
=====================================================
مثال 2 -احسب كمية الطاقة الناتجة من تحول(10 كجم) يورانيوم إلى طاقة مقدرة بالجول
كمية الطاقة = الكتلة بالكجم × (3×810)2= الكتلة بالكجم × 9 ×1610
=الكتلة بالجرام × 9 ×1310 =10 ×9 ×1310=90 ×1310 جول
=====================================================
مثال 3: إذا وجد كتلة مقدارها 1000 كيلو جرام وأصبحت بعد التحول 999 كيلوجرام فان النقص فى الكتلة يساوى واحد كيلو جرام يظهر على شكل طاقة تقدر بـ
الطاقة الناتجة = ك كجم × 9 × 10 16 جول
الطاقة الناتجة = 1 × 9 × 10 16 = 9 × 10 16 جول
=====================================================
مثال 4 : مادة كتلتها 5 كجم فإذا كان مقدار الطاقة الناتجة عن تحول جزء منها يساوى 18× 1610 جول فما مقدار الكتلة المتبقية منها ؟
الكتلة = الطاقــــة = 18× 1610 = 2 كجم
9×10 16 9×10 16
الكتلة المتبقية = 5 – 2 = 3 كجم
=====================================================
مثال 5 : احسب مقدار الطاقة الناتجة من تحول 10 جم من مادة اليورانيوم المشعة , مقدرة بوحدة السعر " علما بأن : السعر = 4.18 جول .
الطاقة الناتجة = ك جم × 9 × 10 13 جول
=10 × 9 × 10 13 = 90 ×10 13 جول

= 90 × 10 13 = 21.5 × 10 13 سعر
4.18
مثال 6 : احسب مقدار الطاقة المنطلقة من التفاعل التالي : طاقة + D + C  B + A
علما بأن كتلة المادة :
(A) = 235 جم (B) = 100 جم
(C) = 143 جم (D) = 90 جم
كتلة المتفاعلات = 235+100= 335 جم
كتلة النواتج = 143 + 90 = 233 جم
النقص فى الكتلة = 335 – 233 = 102 جم
الطاقة الناتجة = ك جم × 9 × 10 13
= 102 × 9 × 10 13 918 × 10 13 جول

» الدرس الرابع ... تركيب الماده
» الدرس الثالث ... الطاقه الحراريه
» الدرس الثانى ... الماده و درجة الانصهار
» الدرس الاول ... تركيب الماده
» الدرس الاول ... الماده و الكثافه