مراجعة عامة لهيكل امتحان العلوم للصف التاسع عام الفصل الثالث

تكون الوقود الأحفوري

من الممكن أن تستهلك السيارة 7.5 الى II لتر من الجازولين. خلال ساعة واحدة من القيادة. وقد يصعب تصديق أن تكون الوقود المستخدم في تشغيل السيارة وتوليد الكهرباء وتدفئة منزلك يستغرق ملايين السنين. إن الفحم والغاز الطبيعي والبترول مواد تعرف أيضا بالنفط الخام وهي عبارة عن وقود أحفوري لأنها تتكون من بقايا كائنات حيوانات قديمة طمردت وتفتت عبر ملايين السنين.

تفاعلات الاحتراق عند حرق الوفود الأحفوري. يحدث تفاعل الاحتراق. وأثناء هذا التفاعل. تتحد ذرات الكررون والهيدروجين مع الأكسجين في الهواء لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء تحول هذه العملية طاقة التوسع الكيميائية المخزنة في الروابط الموجودة بين الذرات إلى طاقة حرارية وضوء. والطاقة المخرنة في الوقود الأحفوري أكثر من الطاقة المخزنة في الخشب.. إذ يطلق حرق l kg من الشحم في الواقع من الطاقة ما يتراوح بين ضعفين وثلاثة أضعاف ما يطلقه حرق kg 1 من الخشب. يبين الشكل محتوى الطاقه في
أنواع مختلفة من الوقود.

استخدام الطاقة في الولايات المتحدة كانت الطاقة المستخدمة سنويا في الولايات المتحدة. في 2009 أكثر من أي بلد آخر في العالم. ويبين الشكل 2 استخدام الطاقة في الولايات المتحدة عام 2008. فاستخدمت المنازل نحو %22 من الطاقة من أجل التدفئة والتبريد وتشغيل الأجهزة وتوقير الإضاءة وغير ذلك من الاحتياجات المنزلية. واستخدام النقل وتشغيل المركبات مثل السيارات والطائرات نحو %28 . واستخدمت الشركات كذلك %19 في تدفئة المتاجر والمباني وتبريدها وإضاء لها. واستخدم مجال الصناعة والزراعة نحو %31 من هذه الطاقة في التصنيع وإنتاح الغذاء.

كما هو مبين في الشكل 2. كان حرق الوقود الأحفوري مصدرا لحوالي %85 من الطاقة المستخدمة في الولايات المتحدة. وقد وفرت محطات توليد الطاقة النووية %8 بالمئة. في حين وفرت موارد الطاقة البديلة %7 .

التفاعل النووي المتسلسل كيف تسير عملية تفاعل الانشطار في قلب المفاعل؟ أثناء مرور نوى اليورانيوم -235 بعملية الانشطار. تنطلق النيوترونات وتمتصها نوى يورانيوم -235 أحخى. وعندما تمتص نواة اليورانيوم-235 نيوترونا. تنشطر إلى نواتين صغيرتين ونيوترونين أو ثلاثة نيوترونات حرة. كما هو مبين في الشكل . تنصطدم هذه النيونرونات بنوى يورانيوم 235 أخرى. لتمهيد الطريق أمام إطلاق المزيد من النيونرونات. فيستمر الانشطار.

تسمى هذه العملية التفاعل النووي المتسلسل. لأن كل ذره يورانيوم تطلق نيوترونات حرة تؤدي إلى انشطار ذرات يورانيوم أخرى. وفي التفاعل المتسلسل. يمكن أن يرتفع عدد النوى التى تنشطر إلى أكثر من الضعف في كل مرحلة من مراحل العملية. لذا. يمكن أن تنشطر عدد هائل من النوى بعد عدد قليل فقط من المراحل. فعلى سييل المثال. إذا بدأت بنواة يورانيوم واحدة وتضاعف عدد النوى في كل مرحلة. فبعد 50 مرحلة فقط، قد ينشطه أكثر من كوادربليون نواة الكوادر يليون - الف مليون مليونا

تحدث التفاعلات النووية المتسلسلة في فترة تستغرق مللي ثوان وفي حال لم تتم السيطرة على العملية، فإن بإمكان التفاعل المتسلسل ان يطلق كمية هائلة من الطاقة في صورة انفجار

المعدل الثابت للتحم في التفاعل المتسلسل. يجب منع التصادم بين بعض النيوترونات. التي تنطلق عندما ينشطر اليورانيوم -235 . ونوى
يورانيوم235 أخرى. وتمتص فضبان التحكم. التي تحتوي على البورون أو الكادميوم المدخلين في قلب المفاعل، هذه النيوترونات ، كما هو مبين في الشكل II. يؤدي تحرك قضبان التحكم هذه في المفاعل بشكل أعمق إلى امتصاصها للمزيد من النيوترونات وإبطاء التفاعل المتسلسل. وفي نهاية المطاف، يصطدم نيوترون واحد فقط من النيوترونات الناتجة عن انشطار كل نواة من نوى اليورانيوم -235 بنواة يورانيوم -235 أخرى. لذا تنطلق الطاقة بمعدل ثابت.

الطاقه الكهرومائية

1- هي الطاقة الكهربائية الناتجة عن طاقة الميكانيكية في الماء

2. غير ملوثة

3- مصدر حوالي 19% من الطافة الكهربائية في العلم

4- تنتج تلك المحطات ضعفي الطاقة التي تنتجها محطات الوقود الاحفوري او محطات الطاقة الكهربائية

عيوب محطات الطاقة الكهرومائية

1- تخل بالانظمة البيئية الطبيعية

2 . هجرة الأسماك التي من المحيط إلى النهر وتمنع السدود تلك الهجرة فتقل الجماعة الأحيائية للأسماك

3- تشغيل محطة الطافة الكهرومائية برفع درجة حرارة الماء فيؤثر على بيئة النبات والحيوان

4- ترسيب الرواسب خلف السد فيغير مجرى النهر

مميزات محطات الطاقة الكهرومائية

1- الفاعلية

2- كمية الماء المحتحجز في المسطحات المائية

3- توفر الماء صالح للشرب وري المحاصيل

4- البحيرة مصدر للسياحة والأسماك

5- قلة التكلفة المادية

الطاقة الناتجة عن الامواج

1- تستخدم تقنيات تخزن طاقة الأمواج

2. تخزن طاقة الأمواج في قنوات

3 - تدخل الأمواج الى القنوات فتدير التوربينات

4- تتحول الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية

مميزات الطاقة الناتجة عن الامواج

1- هي طاقة خالية من التلوث

2. فاعلية هذه المحطات مثل المحطات الكهرومائية

الطاقة الناتجة عن المحيطات

1- تتسبب قوة السحب عن جاذبية القمر والشمس في حدوث تيارات المد والجزر

2. مع ارتفاع المد يدير الماء التوربين فتتحول الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربائية

3- ثم يحتجز الماء خلف السد

4- مع انخفاض الجزر ينطلق الماء عائدا للبحر فينتج طاقة كهربائية

عيوب الطاقة الناتجة عن الامواج في المحيطات

1- عدم توافر الأماكن التي يوجد فيها المد والجزر طوال العام

سلبيات طاقة الرياح

1- قلة عدد المواقع التي تتوفر فيها الرياح

2. لا يمكن تخزين طاقة الرياح دون بطاريات

3 . الضوضاء الناتجة عن حركة طواحين الهواء

4- تشويه المنظر الطبيعي

5 - إعاقة أنماط هجرة الطيور

طاقة الرياح

1- عندما تهب الرياح تدير المروحة المتصلة بالمولد الكهربائي فيحول الطاقة الميكانيكية الى كهربائية

ثانيا محطات الطاقة الارضية

مميزات محطات الطاقة الارضية

1- تنتج مركبات كبريتية

2- قليلة التلوث

3- تضخ الماء المتكثف مرة أخرى للأرض لكي يساعد في استمرار تدفق الماء الساخن

عيوب محطات الطاقة الارضية

يقتصر استخدامها على المناطق النشطة بركانيا

I - عندما تكون الصهارة قريبة من السطح

2. ترتفع درجة حرارة الصخور المحيطة

3- تسخن الماء الذي يضخ للأرض من البئر

4. يتحول الماء الساخن الى بخار نتيجة ملامسة الصخور الساخنة

5- يدير البخار التوربين على السطح فيشغل المولد الكهربي

6- تبلغ فاعلية المحطات الأرضية 16 ٪

الوقود البديل

أولا: - الهيدروجين

1- خلايا الوقود الهيدروجيني أهم البدائل

2- تعمل تلك الخلية مثل البطارية

3- تدمج الهيدروجين مع الأكسجين في الهواء لتوليد طاقة كهربائية وماء وحرارة

السلبيات للهيدروجين كبديل للوقود الاحفوري

1- يتطلب الحصول على الهيدروجين طاقة كبيرة من المنطلقة من خلايا الوقود

2- تبنى خلايا الوقود من بلاتين غالي الثمن

3. يوجد نقص في محطات التزويد بوقود

4. صعوبة تخزينه

التأثير في الهواء

إن الهواء ضروري لكل أشكال الحياة على كوكب الأرض. شأنه شأن الماء يمكن أن يؤثر تلوث الهواء في صحة الإنسان ويهدد النباتات والحيوانات.

ينتج تلوث الهواء عن مصادر طبيعية وصتاعية. فعلى سبيل المئال. تحرق السيارات والحافلات والشاحنات الوقود للحصول على الطاقة، وفي المقابل تطلق العوادم في الغلاف الجوي. وينبعث من المصانع ومحطات توليد الطاقة مواد ملوثة أثناء عمليات الأنتاج. كما هو مبين في الشكل 31. كما يساهم غبار المزارع ومواقع البناء في تلوث الهواء أيضا وتشمل مصادر التلوث الطبيعية الجسيمات والغازات المنبعثة في الجو والمتأنية من انسجار البراكين واندلاع حرائق الغابات.