انتقال انرژی

در این مجموعه، دروس تبدیل انرژی در سه قسمت مطرح شده است. هدف کلی این سه درس، بالا بردن درک دانش آموزان از تبدیل انرژی، نقش انرژی در تغییرات شیمیایی و عوامل موثر در این تغییرات است. علاوه بر این هدف، در هر درس هدف دیگری نیز دنبال می شود. دبیران محترم می توانند این سه درس را با ترتیب دلخواه خود تدریس کنند. ما پیشنهاد می کنیم ابتدا درس 1 و 2 و سپس درس 3 تدریس شود.

درس اول: ترموشیمی

بر بالا بردن درک دانش آموز از حرارت و واکنش های شیمیایی متمرکز شده است.

درس دوم: الکتروشیمی

هدف از این درس بالا بردن درک دانش آموز از انتقال الکترون و نقش آن در تغییرات شیمیایی است.

درس سوم: خوردگی و زنگ زدن

با معرفی یکی از فرآیندهایی که می توان آن را در زندگی روزمره مشاهده کرد، درک دانش‏آموزان از ترموشیمی و الکتروشیمی تقویت می شود. در این درس، دانش آموزان می توانند با شیوه انتقال انرژی در تغییر شیمیایی خوردگی و زنگ زدن آشنا شده و عوامل موثر بر این فرایند را بررسی کنند.

در پایان مقطع ابتدایی، دانش آموزان باید در مورد تبدیل انرژی نکات متعددی را بدانند. آن ها باید بدانند وقتی جسم گرمی کنار جسم سردی قرار می گیرد، تا زمانی که هر دو جسم هم دما شوند انرژی درونی جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود. همچنین اجسام مولد حرارت، می توانند انواع دیگر انرژی مانند نور را نیز تولید کنند. وقتی دو جسم به هم مالش داده می شوند و نیز در ماشین های مکانیکی و الکتریکی حرارت تولید می شود. آن ها باید این نکته را بدانند که برخی از اجسام، انرژی حرارتی را بهتر از اجسام دیگر عبور می دهند. (در اجسامی که هادی ضعیفی اند، حرارت از طریق جسم، کمتر انتقال می یابد.)

این اطلاعات پیش نیاز به دانش آموزان در مقطع راهنمایی و دبیرستان کمک می کند تا چهار نکته زیر را درباره تبدیل انرژی بیاموزند:

1. - انرژی خلق نمی شود و از بین نمی رود، بلکه تنها از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود.
2. - همه اتفاقات جهان – از انفجار ستارگان و رشد زیستی گرفته تا راه اندازی خودروها و حرکت مردم – همگی نوعی تغییر شکل انرژی به شکل دیگر است. تقریبا همیشه در تبدیل انرژی به شکل دیگر انرژی حرارتی تولید می شود.
3. - گرما را می توان از طریق برخورد اتم ها با مواد و از طریق تابش در فضا انتقال داد. اگر ماده به شکل سیال باشد، جریانی در آن آغاز شده و گرما با این جریان انتقال می یابد.
4. -انرژی در اشکال مختلفی ظاهر می شود. انرژی حرارتی، ناشی از جنب و جوش نامنظم مولکول هاست، انرژی شیمیایی ناشی از تغییر در آرایش اتم هاست؛ انرژی مکانیکی در حرکت اجسام یا در اشکال کشسان نامنظم است؛ انرژی جاذبه در تفکیک موادی است که به هم جذب شده اند.

در مراحل اولیه، ممکن است تمایز میان مفهوم انرژی و مفهوم منبع انرژی برای دانش آموزان مبهم باشد اما با تمرکز بر تبدیل انرژی، این مشکل تا حدی برطرف می شود. واضح است که ما از غذا، بنزین و باتری ها برای کسب انرژی استفاده می کنیم، اما انرژی آن ها پس از مصرف از بین نمی رود؛ بلکه با فرایندهایی (شیمیایی یا فیزیکی) به شکل دیگری از انرژی در می آید.

مترجم: راضیه کریمی