الأسبوع 20 · المحور الثالث، الوحدة الثالثة، المفهوم 3.3 «مصادر الطاقة المتجددة» (أ): طاقة الشمس وطاقة الرياح · 3 دروس
1
طواحين الهواء والماء قديمًا وحديثًا
Discovery Education Science P4: Term 2, Unit 3, pp. 56–69
الهدفأصف كيف عملت طواحين الهواء والماء، وأقارن مزاياها وعيوبها، وأصنف مصادر الطاقة إلى متجددة وغير متجددة.
كلمات جديدة
طاحونة الهواء · آلة ذات أشرعة أو ريش كبيرة تديرها الريحالطاحونة المائية · آلة ذات عجلة يديرها الماء المتحركالطاقة المتجددة · طاقة من مصدر لا ينفد، مثل ضوء الشمس والرياح والماء المتحرك
الشرح
قديمًا لم تكن هناك كهرباء. كان الناس يحتاجون إلى آلات تقوم بأعمال شاقة، ومن أكثرها شيوعًا طحن الحبوب لصنع الدقيق في الطاحونة. في طاحونة الهواء كانت الريح تدفع أشرعة كبيرة فتدير حجارة في الداخل. وفي الطاحونة المائية كان نهر أو جدول يدير عجلة ذات ريش. وكلتاهما استخدمت طاقة متجددة: فالريح والماء لا ينفدان. ولم تُصدر أي منهما دخانًا. لكن لهما عيوبًا: فعندما تهدأ الريح أو يجف الجدول تتوقف الطاحونة، وكان لا بد من بناء الطاحونة حيث توجد الريح أو الماء. واليوم ما زلنا نستخدم الريح والماء المتحرك، لكن بتوربينات حديثة. وهذه تبدو مختلفة: برج عالٍ، وريش طويلة رفيعة مصممة لتلتقط الريح، ومولّد يصنع الكهرباء، وليس فقط حجارة تدور.
الخاصية
طاحونة الهواء
الطاحونة المائية
الطاقة المستخدمة
هواء متحرك
ماء متحرك
ميزة
متجددة، بلا دخان
متجددة، بلا دخان
عيب
تتوقف عندما تهدأ الريح
تتوقف إذا جف الجدول
أمثلة محلولة
لدى طحّان ٦٠ كجم من الحبوب. تطحن طاحونة الهواء ١٢ كجم من الحبوب كل ساعة في يوم عاصف. وبعد ٥ ساعات تكون قد طحنت ١٢ × ٥ = ٦٠ كجم. لكنها في يوم هادئ لا تطحن شيئًا.
الشيء
مصدر الطاقة
متجدد؟
آلة حاسبة شمسية
ضوء الشمس
نعم
سيارة بنزين
بنزين
لا
ريشة دوارة
ريح
نعم
موقد غاز
غاز طبيعي
لا
تصنف فريدة مصادر طاقة الأجهزة. الآلة الحاسبة الشمسية تستخدم ضوء الشمس: متجدد. والسيارة التي تعمل بالبنزين تستخدم البنزين: غير متجدد. والريشة الدوارة في النسيم تستخدم الريح: متجدد. وموقد الغاز يستخدم الغاز الطبيعي: غير متجدد.
الخاصية
طاحونة قديمة
توربين حديث
الريش أو الأشرعة
غالبًا ٤ أشرعة عريضة
عادة ٣ ريش طويلة رفيعة
العمل
تدير حجرَي الطحن
تدير مولّدًا
كان لطواحين الهواء القديمة غالبًا أربعة أشرعة عريضة. أما توربينات الرياح الحديثة فلها عادة ثلاث ريش طويلة رفيعة على برج عالٍ. تبدو مختلفة لأنها صُممت لتلتقط ريحًا أكثر وتدير مولّدًا.
نشاط الفصل
قديمًا واليوم. ابحث مع شخص كبير عن صورة لطاحونة هواء أو مائية قديمة وصورة لتوربين رياح حديث. ارسم الاثنين. اكتب شيئين متشابهين وشيئين مختلفين. ثم اذكر ثلاث مزايا وعيبين لاستخدام الريح.
تدرّب
1
ماذا كانت تفعل طواحين الهواء والماء قبل الكهرباء؟
كانت تستخدم الريح أو الماء لإدارة آلات تطحن الحبوب لصنع الدقيق.
2
اذكر ميزة وعيبًا لطاحونة الهواء.
الميزة: الريح مجانية ومتجددة. العيب: تتوقف عندما لا توجد ريح.
3
أي مصدرين متجددين؟ قل الحروف.
أ وج: الشمس والريح.
4
تطحن طاحونة هواء ٨ كجم من الحبوب كل ساعة. كم كجم في ٦ ساعات؟