الأسبوع 17 · المحور الثالث، الوحدة الثالثة، المفهوم 3.1 «الأجهزة والطاقة» (ب): سلاسل الطاقة وحفظ الطاقة · 3 دروس
2
طاقة داخلة وطاقة خارجة
Discovery Education Science P4: Term 2, Unit 3, pp. 11–25
الهدفأسمّي الطاقة الداخلة إلى الأجهزة اليومية والخارجة منها، وأميّز الناتج المفيد من الناتج المهدر.
كلمات جديدة
الطاقة الداخلة · الطاقة التي تدخل إلى الجهازالطاقة الخارجة · الطاقة التي تخرج من الجهازالطاقة المهدرة · طاقة تخرج بصورة لا نريدها، وهي في الغالب حرارة
الشرح
لكل جهاز طاقة داخلة وطاقة خارجة. الطاقة الداخلة إلى مصباح الطاولة كهربائية. والطاقة الخارجة ضوء وحرارة. الضوء هو الناتج المفيد لأنه عمل المصباح. أما الحرارة فلا نريدها: نسميها طاقة مهدرة، لكنها ليست ضائعة، فهي تنتشر في الهواء. والطاقة الداخلة إلى مجفف الشعر كهربائية. وطاقته الخارجة حرارة وحركة المروحة والهواء وصوت. والضوضاء ليست من عمله. وفي السلسلة، عند كل حلقة، يهرب جزء من الطاقة بصور أخرى، أغلبها حرارة. ويحاول المهندسون صنع أجهزة تهدر طاقة أقل. وتسمى هذه أجهزة موفرة للطاقة. المصباح الموفر يحول جزءًا أكبر من طاقته الداخلة إلى ضوء ويطلق حرارة أقل.
الجهاز
الداخلة
الخارجة المفيدة
الخارجة الأخرى
مصباح طاولة
كهربائية
ضوء
حرارة
مجفف شعر
كهربائية
هواء ساخن متحرك
صوت
مذياع
كهربائية
صوت
حرارة
مروحة
كهربائية
هواء متحرك
صوت، حرارة
أمثلة محلولة
في الغلاية طاقة كهربائية داخلة وحرارة خارجة، وهذه الحرارة مفيدة لأنها تسخن الماء. وفي مصباح المنضدة طاقة كهربائية داخلة؛ الضوء مفيد والحرارة مهدرة.
تقارن مريم بين مصباحين. يستقبل كل منهما ١٠ وحدات من الطاقة الكهربائية. المصباح أ يعطي وحدتين ضوءًا و٨ وحدات حرارة. والمصباح ب يعطي ٧ وحدات ضوءًا و٣ وحدات حرارة. المجموع في كل منهما ١٠. المصباح ب أكثر كفاءة: فهو يهدر ٣ وحدات فقط.
تستقبل الغسالة طاقة كهربائية. وتخرج منها حركة الأسطوانة (مفيدة)، وبعض الحرارة وطنين (ليست من عمل الغسالة).
نشاط الفصل
الطاقة الداخلة والخارجة. اختر مع شخص كبير أربعة أجهزة في البيت تعمل بأمان: مصباح ومروحة ومذياع وهاتف. سجّل في جدول: الجهاز، الطاقة الداخلة، الطاقة الخارجة المفيدة، الطاقة الخارجة الأخرى. اسأل الشخص الكبير أي الأجهزة تصبح دافئة بعد أن تعمل فترة (ولا تلمس أبدًا الأجزاء الساخنة). أي جهاز يهدر أكبر قدر منها حرارة؟
تدرّب
1
ما الطاقة الداخلة إلى المذياع؟ وما الناتج المفيد؟
الداخلة: كهربائية. الناتج المفيد: الصوت.
2
يستقبل مصباح ٢٠ وحدة طاقة ويعطي ٥ وحدات ضوءًا. كم وحدة تخرج حرارة؟
٢٠ − ٥ = ١٥ وحدة.
3
أي المصباحين أكثر كفاءة؟ قل الحرف.
المصباح
الداخلة
ضوء خارج
حرارة خارجة
أ
١٠ وحدات
٣ وحدات
٧ وحدات
ب
١٠ وحدات
٨ وحدات
وحدتان
ب: يتحول جزء أكبر من طاقته إلى ضوء.
4
هل الحرارة الصادرة من المصباح «ضائعة»؟ فسّر.
لا. هي مهدرة بالنسبة لعمل المصباح لكن الطاقة انتقلت إلى الهواء.