درس الحصيلة الطاقوية يأتي بعد دراسة السلسلة الوظيفية والسلسلة الطاقوية في ميدان الطاقة للسنة الثالثة متوسط. ويعاني منه كثير من التلاميذ رغم بساطته وسهولته، وكل ما نحتاجه ورقة وقلم وفهم الفكرة. تعرض الصفحة الدرس بأمثلة، وتنتهي بتمارين.
تذكير
| المفهوم | المعنى |
|---|---|
| السلسلة الوظيفية | تسلسل الأجهزة التي تؤدي وظيفة معينة (مصدر، ناقل، محول، مستقبل) |
| السلسلة الطاقوية | تسلسل الطاقة عبر التحويلات (مخازن وتحويلات) |
الحصيلة الطاقوية
الحصيلة الطاقوية هي مقارنة بين الطاقة الداخلة إلى الجهاز والطاقة الخارجة منه (مفيدة وضائعة).
قاعدة الانحفاظ
الطاقة الداخلة تساوي مجموع الطاقة المفيدة والطاقة الضائعة.
أي أن الطاقة لا تفنى، بل يتحول جزء منها إلى شكل مفيد وجزء إلى شكل غير مفيد (غالبا حرارة).
مثال 1: المصباح
مصباح كهربائي يستهلك طاقة كهربائية ويعطي ضوءا وحرارة.
| الطاقة | الشكل | النوع |
|---|---|---|
| الداخلة | كهربائية | الأصل |
| المفيدة | ضوئية | الغاية |
| الضائعة | حرارية | غير مرغوبة |
- إذا كان المصباح يستهلك
100 Jويعطي10 Jضوءا فالضائع90 J.
مثال 2: المحرك الكهربائي
- الداخلة: كهربائية.
- المفيدة: ميكانيكية (حركة).
- الضائعة: حرارية (احتكاك وتسخين الأسلاك).
الحساب
الطاقة الضائعة
الضائعة = الداخلة - المفيدة
مثال: داخلة 500 J ومفيدة 350 J ← ضائعة 150 J.
المردود
المردود نسبة الطاقة المفيدة إلى الداخلة.
η = المفيدة / الداخلة
وغالبا يكتب بنسبة مئوية:
مثال: η = 350 / 500 = 0.7 أي 70 %.
المردود دائما أقل من 100 % لأن هناك دائما جزء ضائع.
رسم الحصيلة
نرسم مستطيلا يمثل الجهاز، وسهما داخلا (الطاقة الداخلة)، وسهمين خارجين:
- سهم نحو المفيد.
- سهم نحو الضائع.
وتكتب قيمة كل سهم.
تحويلات الطاقة الشائعة
| الجهاز | داخلة | مفيدة | ضائعة |
|---|---|---|---|
| مصباح | كهربائية | ضوئية | حرارية |
| سخان | كهربائية | حرارية | قليل |
| سيارة | كيميائية (وقود) | ميكانيكية | حرارية |
| لوح شمسي | ضوئية | كهربائية | حرارية |
| مروحة | كهربائية | ميكانيكية | حرارية |
تمارين
- جهاز يستهلك
200 Jويعطي150 Jمفيدة. كم الضائعة؟ (50 J) - احسب المردود في التمرين السابق. (75 بالمئة)
- ما الطاقة المفيدة في المروحة؟ (الميكانيكية)
نصائح
- حدد الطاقة الداخلة أولا.
- تأكد أن المفيدة والضائعة مجموعهما يساوي الداخلة.
- وحد الوحدات (جول).
أخطاء شائعة
- القول إن الطاقة الضائعة تفنى.
- جعل المردود أكبر من 100 بالمئة.
- الخلط بين الطاقة المفيدة والضائعة.
أسئلة يطرحها الأولياء
س: كم من الوقت أخصص لمراجعة هذا الدرس؟ ج: عشرون دقيقة يوميًا لمدة ثلاثة أيام تكفي، مع تمرينين في اليوم الرابع للتأكد من الفهم.
س: ابني يعرف الدرس لكنه يخطئ في الاختبار، لماذا؟ ج: غالبًا بسبب التسرع أو عدم قراءة التعليمة جيدًا. درّبه على قراءة السؤال مرتين وتسطير الكلمات المهمة قبل الإجابة، وعلى مراجعة الجواب في آخر الحصة.
س: هل أعتمد على الكتب الخارجية؟ ج: يمكن الاستعانة بها بعد إتقان الكتاب المدرسي، والأهم أن يفهم الطفل لا أن يحل أكبر عدد من التمارين.
كيف أتحقق من أن الدرس قد فهم؟
اطلب من ابنك أن يشرح الدرس لك أو لأخيه الأصغر بكلماته، وأن يعطي مثالًا من عنده، وأن يحل تمرينًا لم يره من قبل. فإذا استطاع ذلك فقد فهم، وإن تردد فعد معه إلى الأمثلة الملموسة ثم أعد التجربة.
خطة مراجعة مقترحة
خصص ثلاثة أيام للدرس: في اليوم الأول اقرأ الصفحة واكتب خلاصتها في خمسة أسطر بكلماتك، وفي الثاني أعد رسم الجداول والأشكال من الذاكرة وقارنها بالأصل، وفي الثالث حل تمارين من كتابك المدرسي وصحح أخطاءك في دفتر خاص. ومن المفيد أن تشرح الدرس لأحد أفراد أسرتك، فمن استطاع الشرح فقد فهم.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ زكرياء مومني في فيديو «الحصيلة الطاقوية للسنة الثالثة متوسط (الدرس 9)» هذا الدرس في نحو ثلاث عشرة دقيقة.