خلاصه فصل 9 علوم تجربی ، منابع انرژی

منابع انرژی

1 تجدید ناشدنی: این منابع در صورت تمام شدن یا قابل جبران نیستند یازمان لازم برای جایگزینی آن به قدری طولانی است کهعملا تجدید نشدنی محسوب میشود (سوختهای فسیلی،سوختهای هستهای)

2 تجدید شدنی: این منابع دائما در حال جایگزین شدن میباشند و هیچ وقتتمام نمیشوند (انرژیخورشیدی، انرژی باد، انرژی برق,آبی، انرژی امواج دریا، انرژی جزر و مد، انرژی زمین گرمایی،سوختهای زیستی).
نکته: بیش از 90درصد انرژی مصرفی جهان از منابع تجدید ناپذیر تأمین میشود.
نکته: تقریبا منبع همه انرژی هایی که از آنها استفاده میکنیم خورشید است (انرژی هسته-
ای، انرژی زمین گرمایی..)

سوختهای فسیلی

1 تشکیل سوختهای فسیلی به میلیونها سال پیش بازمیگردد.
2سوختهای فسیلی از بقایای برخی گیاهان و جانداران ذره بینیکه روی زمین و به ویژه در دریا زندگی میکردند تشکیل شده اند

3بقایای موجودات زیر گل و لای پوشیده شده و در اثر فشار زیاد ودمای مناسب به سوخت تبدیل شدهاند.
4 سوخت فسیلی پس از سوختن، کربندیاکسید و گازهای مضر درجو زمین آزاد میکند.

سوختهای هستهای:

1( وقتی اتمهای سنگین سوخت هستهای به اتمهای سبکتر تبدیلمی شود، مقدار زیادی انرژی گرمایی و تابشی آزاد میشود

2( اورانیوم و پلوتونیوم دو نمونه از سوختهای هستهای می باشند

نکته: منشأ تولید انرژی در خورشید و دیگر ستارگان واکنش هستهای میباشد.

انرژی خورشیدی

1- در مرکز خورشید به طور مداوم واکنشهای هستهای رخ میدهد که باعث آزادشدن مقدار زیادی انرژی می شود

2-انرژی آزادشده به سطح زمین رسیده و به شکل نور و گرما بهزمین منتقلمیشود.
3- به وسیله صفحههای نوری (باطریهای خورشیدی)انرژی نوری به انرژیالکتریکی تبدیل میشود.
4 از طریق آبگرمکنهای خورشیدی میتوان انرژی نوری را به گرما تبدیل کرد.

انرژی باد:

1( باد همان هوایدرحرکت است کهدراثر گرمشدن نابرابر سطحزمین(وخودهوا)به وجودمی آید.

2-باد دارای انرژی حرکتی است که میتواند باعث حرکت پرههایآسیاب بادی یا توربینهای بادی شود که در توربینهای بادی انرژی باد به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.

نکته: توربینهای بادی از سه پره به طول تا 39 متر ساخته میشوند.

انرژی موجهای دریا:

1( وزش باد در سطح آب دریا سبب میشود تا انرژی حرکتی باد به شکل انرژیپتانسیل گرانشی در آب ذخیره شود.
2 -انرژی پتانسیل آب به شکل انرژی جنبشی موج در میآید.
3- هر چه انرژی جنبشی باد بیشتر باشد موجهای بزرگتری به وجود میآید.

انرژی برق آبی:

1-آب ذخیره شده در سدهای بلند دارای انرژی پتانسیل گرانشی میباشد.

2- انرژی پتانسیل گرانشی آب پشت سد توسط توربینها و مبدلها به انرژیالکتریکی تبدیل میشود.
3-انرژی برق آبی یکی از پاکترین انرژیها میباشد.

انرژی زمین گرمایی:

1-انرژی گرمایی ذخیره شده در زیر سطح زمین که ناشی از گرمای سنگ هایداغ اعماق زمین در نواحی آتشفشانی است را انرژی زمین گرمایی گویند. 

2-از نشانههای وجود این نوع انرژی چشمههای آب گرم و آبهای داغ در حالفراوان میباشد.
3-از این نوع انرژی در تولید انرژی الکتریکی و گرمایشی ساختمانها وفعالیتهای صنعتی استفاده میشود.

سوختهای زیستی:

1(-هرگاه پسماند یا باقیمانده محصولات کشاورزی درشرایط بی هواقراریگیرند گازهای متصاعد کننده زیست گاز نام دارند.
2- زیست گاز از ترکیب گاز متان و کربندیاکسید ساخته شده است

 

 

 

 

خلاصه فصل 7علوم تجربی ، سفراب درون زمین

نفوذپذیری : موادی مانند شن و ماسه به راحتی آب را از خود عبور می دهند که به این قابلیت، نفوذپذیری میگویند.

نکته: اگر مقدار ماسهی خاک، نسبت به رس آن بیشتر باشد، آب را در خود نگه نمی دارد و آب با سرعت به الیه های زیرین می رود؛ اما اگر در خاک، مقدار رس بیشتر باشد، آب به راحتی به درون زمین نفوذ نمی کند.

نکته : خاکی برای کشاورزی مناسب است که دارای مقدار تقریبا مساوی از ماسه و شن باشد.

عوامل موثر در نفوذپذیری آب در زمین :

1 -اندازه ذرات تشکیلدهنده خاک

2 -پوشش گیاهی

3 -شیب زمین

نکته : آبرفتها بخاطر داشتن فضای خالی زیاد و دانه درشت بودن برای تشکیل آب زیرزمینی مناسب هستند، اما رسها بخاطر دانه ریز بودن برای تشکیل آب های زیرزمینی مناسب نیستند.

غارهای آهکی : آب های زیرزمینی هنگام نفوذ در سنگ های آهکی، آنها را در خود حل و فضاهای خالی ایجادمی کنند .با ادامهی این فرایند فضاهای خالی بیشتر و بزرگ تر می شود و غارهای آهکی به وجود میآید.

منطقه اشباع : منطقهای است که در آن فضای خالی کامال با آب پر شده است.

سطح ایستابی : سطح باالیی اشباع است،که مرز بین منطقه باالیی و اشباع است

سطح ایستابی به چه عواملی بستگی دارد؟

1 -به جنس زمین

2 -میزان و شدت بارندگی

3 -پوشش گیاهی

4 -شیب زمین

5- میزان برداشت از چاهها

سفرههای زیرزمینی به دو دسته تقسیم میشوند :

1 -سفرههای آب زیرزمینی آزاد

2 -سفرههای آب زیرزمینی تحت فشار 

سفره های آب زیرزمینی آزاد : در این سفره ها یک الیه نفوذ پذیر روی یک الیه نفوذ ناپذیر قرار دارد. بیشتر در دشت ها و دامنه کوهها ایجاد میشود.

سفرههای آب زیرزمینی تحت فشار : یک الیه نفوذپذیر بین دو الیه نفوذ ناپذیر قرار میگیرد. بیشتر در کوهستانها و مناطق شیبدار ایجاد میشود.

ویژگی آبهای زیرزمینی :

1 -بیبو

2 -بیرنگ

3 -فاقد مواد تیره کننده

4 -امالح معدنی باالیی دارد

5 -آلودگی کمتری دارد

آب سخت : به آبی که منیزیم و کلسیم باالیی داشته باشد، آب سخت گفته میشود.

چرخه آب : آب دائما در حال گردش است و پیوسته بین اقیانوس ها، دریاها، هواکره و خشکی ها مبادله می شود. به این گردش آب در طبیعت، چرخه آب گفته می شود.

خلاصه فصل 8 علوم تجربی ، انرژی وتبدیل انها

1 کار به دو عامل وابسته می باشد: نیرو و جابجایی
-2 هر وقت نیرو به جسمی وارد شود جسم ساکن حرکت می کند، جسم متحرک متوقف میشود، سرعت جسم متحرک زیاد می شود، سرعت جسم متحرک کم می شود، جسم تغییر نقشمی دهد، جسم تغییر جهت می دهد.
-3 کار به دو عامل وابسته است و با هر دو نسبت مستقیم دارد یعنی اگر نیرو زیاد شود کار هم
زیاد می شود و یا اگر جابجایی زیاد شود باز کار زیاد می شود.
-4 هر چه جرم جسم بیشتر باشد انرژی جنبشی بیشتر است و یا هر چه سرعت جسم بیشتر
باشد، انرژی جنبشی بیشتر است.
-5 انرژی شیمیایی غذاها را بر اساس واحدکیلو ژول  یا  کیلو کالری اندازه گیری می کنیم.

 

خلاصه فصل 5 علوم تجربی ، از معدن تا خان

تعداد اندکی از مواد به طور مستقیم و بیشتر آن ها به طور غیر مستقیم از زمین بدست می آیند. مواد اولیهي مورد نیاز براي تهیه ي بسیاري از وسایل از معادن مختلف مثل معادن مس ، آهن ، طلا وآلومینیوم ، گچ،ذغال ، سنگ و.. بدست می آید.
نکته: در معادن، مواد معمولأ به صورت ترکیب وجود دارند.
عنصر آهن در معادن به صورت ترکیب هاي آهن یافت می شود. اکسید هاي آهن از ترکیب هاي مهم آهنهستند که در این معادن وجود دارند. منظور از اکسید یک عنصر، پیوند اتم هاي اکسیژن با آن عنصر است.
براي دستیابی به فلز آهن از سنگ آهن باید اتم هاي اکسیژن را از اکسید هاي آهن جدا نمود که کار سادهاي نیست و با صرف انرژي زیادي همراه است.
مراحل تهیه ي آهن از سنگ معدن:
الف) شناسایی معدن و بیرون آوردن سنگ معدن از دل زمین و انتقال آن به کارخانه
ب)خالص سازي سنگ معدن
پ) گرما دادن مخلوط سنگ آهن ، کربن و آهک در کوره
ت)تولید ورقه هاي فلز آهن
براي جدا کردن اتم هاي اکسیژن ، سنگ معدن را به همراه کربن ( ذغال کک ) در کوره هاي مخصوص
حرارت می دهند. در اثر این عمل ، اتم هاي اکسیژن از سنگ معدن جدا شده و به صورت کربن دي اکسیدخارج می شوند.در نتیجه فلز آهن به صورت مذاب در ته کوره باقی می ماند.در ساخت وسایل آشپزخانه از آلیاژ آهن زنگ نزن (استیل) که از ترکیب فلز آهن با فلز هاي نیکل و کروم بهدست می آید و بر خلاف خود آهن در مقابل زنگ زدن مقاوم است استفاده می شود.
در ساخت تیرآهن و بدنه ي خودرو ها از آلیاژ هایی که در ترکیبشان به آهن کربن اضافه شده است ، مثل چدن و فولاد استفاده می شود که بسیار محکم تر از خود آهن هستند.
استفاده ي همزمان از فولاد و بتن ( مخلوطی از سیمان،ماسه،آب) در ساختن خانه هاي مسکونی سبب میشود که هنگام بروز حوادث طبیعی، آسیب کمتري به ما وارد شود.
سیمان مخلوطی از آهک و خاك رس است. براي تهیه ي سیمان ابتدا سنگ آهک را حرارت می دهند تا بهآهک تبدیل شود، سپس آهک حاصل را با خاك رس مخلوط می کنند که حاصل آن تهیه ي سیمان است.
براي تهیه ي شیشه ماسه را با افزودن مواد شیمیایی مختلف گرما می دهند تا به خمیر تبدیل شود. سپسخمیر شیشه را در قالب هاي دلخواه می ریزند وبه شکل هاي مختلف در می آورند.

 

خلاصه فصل 4 علوم تجربی ، مواد پیرامون ما

مواد به دو دسته ي کلی تقسیم می شوند:

الف) موادي که به طور مستقیم از طبیعت بدست می آیند( موادطبیعی) مانند گوگرد که در دهانه ي آتشفشان هاي خاموش و نیمه فعال وجود دارد.

ب) موادي که باتغییرات فیزیکی و شیمیایی روي مواد طبیعی بدست می آیند ( مواد مصنوعی) مانند شیشه از ماسه وسیمان از سنگ آهکبراي بیان ویژگی هاي مواد از واژه هایی مانند : سخت یا نرم، چکش خوار یا شکننده ، انعطاف پذیر یا انعطافنا پذیر ، جاذب آب یا ضذ آب ، شفاف یا کدر ، داراي خاصیت آهنربایی یا بدون خاصیت آهن ربایی استفادهمی کنند.
مثلأ مس فلزي است جامد که سطح براقی دارد و رساناي جریان برق و گرما است.همچنین چکش خوار وسخت است.
به میزان مقاومت یک ماده در برابر خراشیده شدن سختی آن ماده می گویند.
وقتی گفته می شود یک ماده از ماده ي دیگر سخت تر است یعنی می توان به کمک ماده ي سخت تر برروي ماده ي دیگر خراش ایجاد کرد یا آن را برید. مثلأ با استفاده از الماس می توان شیشه را برید.
انعطاف پذیري یک ماده نشان می دهد که آن ماده چقدر می تواند بر اثر نیرو خم یا کشیده شود و پس ازبر داشتن نیرو دوباره به حالت اول باز گردد.
اگر ماده اي چکش خوار باشد ، با ضربه زدن به آن نمی شکند و شکل می گیرد.فلز ها چکش خوار هستند.
ولی اگر ماده اي چکش خوار نباشد بر اثر ضربه می شکند مانند نافلز ها.
به مقدتر نیرویی که براي گسسته یا بریده شدن یک جسم بر اثر کشیده شدن لازم است ، میزان استحکام آن ماده می گویند. معمولأ استحکام فلزات بیشتر از سایر مواد است.

براي تعیین چگالی مواد گوناگون ابتدا حجم ثابتی از مواد را تهیه می کنیم و سپس با استفاده از ترازو جرمآن ها را اندازه می گیریم، هر کدام جرم بیشتري داشته باشند، چگالی آن ها نیز بیشتر است.
فلز آلومینیوم به عنوان یک فلز سبک شهرت دارد و از آن براي ساخت اجسام محکم ولی سبک مانند بدنه يهواپیما استفاده می شود.
چند سازه به ترکیب شدن دو یا چند ماده مختلف گفته می شود که در اثر ترکیب شدنشان چند سازه ایجادشده خواص مواد قبلی را نیز دارا می باشد. فایبر گلاس نخستین چند سازه ي شناخته شده است که سال هااست از آن براي ساختن بدنه ي خودرو هاو.. استفاده می شود.

خلاصه فصل 3 علوم تجربی ، اتم ها الفبای مواد

به تمام چیز هایی که در اطراف ما وجود دارند و داراي جرم و حجم هستند ماده می گویند.
به ذره هاي ریز سازنده ي مواد اتم می گویند. اتم ها اصلی ترین ذره هاي سازنده ي مواد هستند.
اتم ها آنقدر ریز هستند که حتی با میکروسکوپ هاي قوي نیز دیده نمی شوند بنابراین نمی توان مستقیمأ آن ها را مشاهده کرد.
اتم ها در کنار هم قرار می گیرند و مواد را می سازند. هر ماده از یک یا چند نوع اتم تشکیل شده است.همهمواد موجود در جهان هستی تقریبأ از 90 نوع اتم یعنی 90 عنصر تشکیل شده اند.
عنصر شکل خاصی از ماده است یک نوع اتم دارد. عنصر ها خود به دو گروه عناصر فلزي و عناصر نا فلزي
تقسیم می شوند.
هنگامی که دو یا چند اتم با یکدیگر پیوند بر قرار کنند مولکول را بوجود می آورند.
به فلز ها عناصر اتمی و به نافلز ها عناصر مولکولی نیز گفته می شود.
نکاتی در مورد اتم ها و ذره هاي سازنده ي آن ها:
1) اندازه ي اتم ها با هم برابر نیست.
2) اتم ها داراي هسته می باشند
3) تعداد الکترون ها، پروتون ها و نوترون ها در اتم هاي مختلف با هم متفاوت است.
4) پروتون ها و نوترون ها در داخل هسته و الکترون ها در اطراف هسته واقع شده اند.
5) در هر اتم تعداد الکترون ها و پروتون ها با هم برابر است.

مواد در طبیعت به سه حالت جامد ، مایع و گاز وجود دارند.
حجم مواد بر اثر گرم شدن افزایش می یابد، زیرا با گرم شدن ماده انرژي جنبشی ذره هاي سازنده بیشترمی شود و در نتیجه فاصله ي بین آن ها افزایش می یابد.منظور از انبساط افزایش حجم مواد در اثر گرم شدن است.

 

خلاصه فصل 2 علوم تجربی ، اندازه گیری در علوم و ابزار انها

اندازه گیري یک مرحله ي مهم در جمع آوري اطلاعات است.
کمیت هر چیز قابل اندازه گیري است که می توان آن را با یک عدد بیان کرد. مثل : زمان ، طول ، جرم ،حجم ، وزن به واحد هایی که براي اندازه گیري به کار برده می شوند یکا هاي اندازه گیري گفته می شوند دانشمندان براي آنکه عدد هاي حاصل از اندازه گیري هاي مختلف یکسان باشد ، در نشست هاي بین المللی توافقکردند که براي هر کمیت یکاي معینی تعریف کنند، مثلأ براي کمیت جرم کیلو گرم، براي زمان ثانیه ، برايطول متر منظور از جرم یک ماده در واقع مقدار ماده ي تشکیل دهنده ي آن جسم است. یکی از مهم ترین وسایل اندازه گیري جرم ترازو است.
وزن یک جسم برابر با نیروي گرانشی (جاذبه اي) است که از طرف زمین بر جسم وارد می شود و جسم را به طرف زمین می کشد. وسیله ي اندازه گیري وزن نیرو سنج نام دارد و واحد اندازه گیري آن نیوتن با نمادnمی باشد.
وزن یک جسم در کره ي زمین به صورت زیر محاسبه می شود:
شدت جاذبه زمین(9.8)*جرم جسم(برحسب کیلوگرم)=وزن
نکته : جرم جسم در تمامی نقاط جهان ثابت است ولی وزن به دلیل متغیر بودن شدت جاذبه در کرات مختلف متفاوت است.
براي محاسبه ي حجم احجامی که شکل هندسی مشخصی دارند ، از فرمول هاي ریاضی استفاده می شود. امابراي اندازه گیري حجم احجامی که شکل مشخصی ندارند ، می توان آنها را در ظروف درجه بندي شده.

 

 

خلاصه فصل 1 علوم تجربی ، تجربه و تفکر

علوم تجربی علم استفاده از ابزار ها، مشاهدات و آزمایش ها و به کارگیري نتایج آن براي حل مسائل زندگی است.
مراحل روش علمی :
1.احساس مشکل یا مسأله و تعریف آن :

محققان اول سوالی را که براي آنان پیش آمده با دقت تعریفمی کنند.

2. جمع آوري اطلاعات: محققان با استفاده از ابزار هایی چون مشاهده، انجام آزمایش و استفاده از منابع مختلف در مورد مسأله تعریف شده جمع آوري اطلاعات می کنند.

3. پیشنهاد راه حل براي مسأله یا فرضیه سازي : در این مرحله بر پایه ي اطلاعات بدست آمده حدس و گمانی درباره ي علت بوجود آمدن مسأله و راه حل آن زده می شود.

4. آزمایش فرضیه: در این مرحله دانشمندان براي پی بردن به در ستی یا نادرستی فرضیه آزمایش هاي گوناگونی را انجام می دهند

5.نتیجه گیري و ارائه نظریه : دانشمندان پس از تکرار آزمایش ها و مطمئن شدن از درستی فرضیه
مطرح شده آن را به اطلاع دیگران می رسانند.
نکته: سوال کردن و یافتن جواب مهم ترین نکته در علم است.
نکته: در انجام آزمایش ها براي دقیق بودن نتایج آنها باید همه ي شرایط آزمایش ها یکسان باشد. در هر آزمایش اگر تنهامی خواهیم تأثیر یک مورد را اندازه بگیریم، فقط آن را تغییر می دهیم که به آن متغیر آزمایش می گوییم.

تبدیل علم به عمل فناوري نامیده می شود مانند: تلفن ، کامپیوتر ، نیروگاه هسته اي و باید به این نکته توجه کنیم که با وجود اینکه فناوري باعث پیشرفت می شود اما اکثر فناوري هادرکنار فوایدشان، معایبی نیز به دنبال دارند.
شاخه هاي علوم تجربی فیزیک ، شیمی ، زیست شناسی و زمین شناسی هستند :
فیزیک علم مطالعه ي انرژي هاي مختلف، نیرو و اثرات آنها بر ماده و چگونگی استفاده از آن ها
شیمی علم مطالعه ي مواد پیرامون ، خواص و کاربرد هاي آن ها.
زمین شناسی: علم مطالعه ي ساختار و خصوصیات زمین.
زیست شناسی : علم مطالعه ي موجودات زنده، ساختمان بدنی و فعالیت هاي آن ها.