مصادر الطاقة

مصادر الطاقة
الأهداف :
هذه الأنشطة تتيح لتلميذ :
- أن يتعرف على مختلف مصادر الطاقة،
- التعرف أكثر وعن قرب على خصوصيات الطاقة،
- تعلم القيام ببحث وتحرير التقارير.
الميادين المعنية : العلوم الطبيعية، العلوم البيئية، العلوم الإجتماعية،
المستوى : السادس والسابع
المدة المخصصة لدرس: تقديم الدرس في30 دقيقة، وتوزع الأعمال بعد ذلك في شكل واجبات.
الكفاءة المطلوبة : القراءة والكتابة الجيدة، العمل في مجموعة، القدرة على القيام ببحث.
المصطلحات : الكيمياء العضوية، مصادر أحفورية، الطاقة النووية، الطاقة المائية، الطاقة الكهرومائية، البترول، المروحة الهوائية، النفايات المنزلية.
المصدر :
توجد المصادر الطاقية التي نستعملها في أشكال مختلفة. والشكل الطاقي الذي يحتاجه الإنسان مثلا مختلف عن الشكل الطاقي الذي يشتغل به محرك السيارة. في هذا الدرس، يُعرف الأستاذ مختلف أشكال الطاقة ويطلب من التلاميذ أن ينجزوا في مجموعات من ثلاثة إلى أربع ثلاميذ، واجب : المصادرالطاقية المختلفة.
المواد :
صورة للشمس، فاكهة أونوع من خُضر، زجاجة تحتوي على زيت نباتي، قطعة خشب، قطعة فحم حجري أومن فحم الخشب، شعالة تشتغل بالغاز، كأسان ، مروحة هوائية مصنوعة من ورق، صورة للبرق، مصباح كهربائي، بطارية، قطعة من الأزبال المنزلية قابلة للإحتراق.
طريقة العمل :
-1 كتابة أسماء مختلف المصادر الطاقية على السبورة ومناقشة خصائص كل منها.
-2 تقسيم التلاميذ إلى مجموعات من ثلاث إلى أربع تلاميذ وإعطاءهم المعلومات الكافية عن كل مصدر طاقي، ليسهل على كل مجموعة تحرير تقرير خاص بها حول المصدر الطاقي الذي يعملون عليه. تخصيص مصدر طاقي لكل مجموعة وعلى كل مجموعة أن تحضر تقرير من ثلاث صفحات، يحتوي على نتائج المجهودات المبذولة من طرف تلاميذ كل مجموعة. يجب تشجيع التلاميذ على على حسن توزيع المهام في ما بينهم لكي يساهم الكل في صياغة التقرير.
-3 تنظيم زيارة للتلاميذ إلى إحدى المكتبات، والعمل مع المكتبي والتلاميذ على كيفية الحصول على المعلومات التي يحتاجونها في تقريرهم حول المصدر الطاقي المكلفين به. والتأكد من معرفتهم لاستعمال الموسوعات أو وثائق أخرى. وتخصيص الوقت الكافي لهم لتتميم أعمالهم.
-4 عندما ينتهي العمل ، يجب على كل مجموعة أن تقدم في خمسة دقائق نتائج بحثهم.
-5 عد الانتهاء من تقديم التقارير، الشروع في حوار حول كل ما استفادوا من هذا العمل ومناقشة النقط التالية :
-ما هو المصدر الذي يرونه يشكل أقل خطورة على الإنسانية؟
-ما هو أحسن مصدر طاقي؟
- ما هو المصدر الذي ليس له تأثيرات سلبية على البيئة؟
-ما هو المصدر الذي له مستقبل جيد؟
كتابة كل مصادر الطاقة على السبورة وتنظيم انتخاب : أحسن مصدر طاقي.
إمكانية توسيع وتغيير في الدرس :
-يمكن الطلب من التلاميذ في إطار واجب أن يكونوا جمل التي تحتوي على المصطلحات الموجودة في مختلف التقارير.
- توسيع هذا النشاط العلمي إذا أمكن والطلب من كل تلميذ أن يحضر إنشاء لغوي في صفحة على المصدر الذي يعتبره الأهم والأحسن مع تعليل هذا الاختيار. ويقدم في النهاية كل تلميذ عمله أمام زملائه بصوت مرتفع.
تخصيص لوحة لتعليق النتائج الأبحاث
مصادر الطاقة :
ضوء الشمس :
مشاهدة جماعية للشمس من نافدة القسم أوتعليق صورة لشمس على السبورة. الطاقة التي تصلنا مباشرة من الشمس هي عبارة عن مصدر أولي ورئيسي لكوكبنا الأرضي، وتقريبا كل مصادر الطاقة وجدت بوجود الطاقة الشمسية.
تُحول غابات ونباتات الطاقة الشمسية إلى فواكه وثمار وما إلى ذلك من المواد العضوية، الحيوانات بدورها تستهلك هذه المواد العضوية وتحولها إلى حرارة ولحوم وتقوم كذلك بأعمال وتختزن الباقي في شكل دهون، وعند موت هذه الحيوانات والنباتات، تتحلل موادها العضوية وتتحول مع الوقت إلى غازات وزيوت وفحم.
الأغذية :
تقديم لتلاميذ بعض الفواكه والخضر كالتفاح والليمون ومناقشة فوائدها في تغذية الإنسان. إن الغذاء مصدر من مصادر الطاقة التي يحتاج إليها الإنسان، بعد عملية الهضم يحصل الجسم على الطاقة الكافية التي تُمكِنُه من الاستمرار في العمل، وتُمكن القلب على البقاء في عمل دؤوب وضخ الدم وإيصال المواد والأكسجين إلى كل أطراف الجسم، وتُمكن الجسم كذلك من تأمين النمو الذي يحتاج إليه الإنسان، وعندما تكون كمية السكريات قليلة في الدم يشعر الإنسان بالتعب والحاجة الماسة للغذاء لكي يمكنه الاستمرار في العمل.
الزيوت النباتية :
عرض على التلاميذ زجاجة زيت نباتي، ومن بين هذه الزيوت نذكر زيت الدرة وزيت عباد الشمس وزيت الزيتون. لقد لعبت الزيوت دورا جد هام في حياة الإنسانية، وتستعمل هذه الزيوت خاصة في التغذية.
الخشب :
عرض على التلاميذ قطعة خشب، وأصل الخشب هو الشجرة وهذه الأخيرة تستمد طاقتها من أشعة الشمس، وعندما نقوم بعملية حرق الحطب، نحصل على الطاقة في شكل حرارة. ويُعتبر هذا المصدر من أهم المصادر الطاقية في البادية حيت يجد الإنسان صعوبة في الحصول على مصادر بديلة.
المصادر الأحفورية :
تكون عبر ملايين السنين من جرَاء تحلل الكائنات القديمة نباتية وحيوانية في بيئة معدومة الهواء، مخزون طاقي هائل سمي بمصادر الطاقة الأحفورية. وتشترك مصادر الطاقة الأحفورية في أنها تتكون جميعا من مواد هيدروكربونية ( مركبات الكربون والهيدروجين ). ومنها الفحم الحجري، البترول، الغاز الطبيعي :
- الفحم الحجري : عرض على التلاميذ قطعة من الفحم الحجري، يُستعمل الفحم الحجري للحصول على الطاقة الحرارية، وتستعمل هذه الأخيرة مباشرة في التدفئة أوبالخصوص في إنتاج الطاقة الكهربائية في المحطات الحرارية ( أنظر الصورة). ويمثل الفحم الحجري حليا ما يقارب 25 في المائة من مجموع استهلاك العالمي من الطاقة.
- البترول : عرض على التلاميذ وعاء شفاف يحتوي على البترول، تُستعمل مشتقات البترول ( البنزين الديزل والزيوت ) لتشغيل العديد من المحركات وخاصة في السيارات وفي محطات إنتاج الطاقة الكهربائية، ويمثل البترول تقريبا 35 في المائة من الإستهلاك العالمي الحالي من الطاقة.

- الغاز الطبيعي : استعمل أمام التلاميذ شعَّالة الغاز، الغاز الذي في الشعَّالة ليس هو الغاز الطبيعي ولكن يمكن أن نستعملها كمثال. يستعمل الغاز الطبيعي لإنتاج الطاقة الحرارية ويستعمل في المنازل إما لطبخ أو للتدفئة، ويستعمل كذلك الغاز الطبيعي في المحطات الحرارية لإنتاج الطاقة الكهربائية. وحوالي 20 في المائة من الطاقة التي يستهلكها العالم حاليا تأتينا من الغاز الطبيعي.
أغلبية المصادر الطاقية التي نستعملها حاليا هي من مشتقات مصادر الطاقة الأحفورية، إلا أن هذه المصادر محدودة كمخزون طاقي واستعمالها بشكل مكثف يسرع استنفادها ويخلف تأثيرات سلبية على البيئة.
مصادر طاقية أخرى :
المصادر الطاقية الأخرى هي من مشتقات ظواهر كونية أخرى.
- الماء : تمثيل شلال الماء بسكب الماء من كأس إلى آخر، لا يمثل الماء مصدر طاقي، ولكن يمكن استعمال سقوط الماء من مستوى عال إلى مستوى منخفظ لانتاج الطاقة. وترتكز المحطات الكهرومائية على الطاقة الكامنة للماء في السدود ( أنظر الصورة). وتمثل الطاقة المائية حوالي 3 في المائة من الاستهلاك العالمي من الطاقة وذلك عبر إنتاج الكهرباء بالمحطات الكهرومائية. إلا أن السدود لهم تأثيرات سلبية على البيئة، كإعاقة تنقل الأسماك إلى أماكن التوالد. وهناك مصدر طاقي آخر يلعب فيه الماء دور رئيسي وهو الطاقة الجيوحرارية، يتحول الماء في باطن الأرض إلى بخار ويندفع إلى سطح الأرض، ويمكن استعمال هذه الطاقة الحرارية في محطات إنتاج الكهرباء (أنظر الصورة).
- الرياح : تقديم للتلاميذ مروحة هوائية مصنوعة من الورق، عندما تهب الرياح على المراوح الهوائية تنتج هذه الخيرة الطاقة الكهربائية، تعتبر المراوح من التقنيات القديمة التي استعملت في الطواحن ثم بعد ذلك في ضخ المياه، أما الآن فقد تطورت هذه التكنولوجيا وأصبحت تستعمل في إنتاج الطاقة الكهربائية على مستوى عالي ( أنظر صورة حقل من المروحات الهوائية).
-الكهرباء : تقديم صورة تمثل البرق، تحتوي الزوبعة الكهربائية أو ما يسمى بالبرق على كمية هائلة من الطاقة الكهربائية الطبيعية. والطاقة الكهربائية التي نستعملها فهي نتاج مصادر طاقية مختلفة ، إما من محطات حرارية أو سدود.
-الطاقة النووية : تقديم صورة محطة نووية لإنتاج الطاقة الكهربائية، يعتبر اليورانيوم مصدر الطاقة النووية، وتعمل هذه المحطات على الإنشطار النووي، حيث تنشأ عن هذه العملية تفاعل متسلسل لا ينتهي إلا بتحويل المادة القابلة للإنشطار الى مواد جديدة وإطلاق كمية كبيرة من الطاقة. رغم أن هذه التقنية لا تساهم مباشرة في تلويث الجو إلا أنها تعاني من مشكل البقايا المشعة التي تشكل خطرا على الإنسان، وكذا مشاكل لها علاقة بالتأمين ضد الحوادث. ويمثل استهلاك الطاقة النووية 6 في المائة من مجموع استهلاك العالمي.
-النفايات المنزلية : تقديم للتلاميذ عينة من النفايات القابلة للاحتراق، لقد ظهر مشكل القمامة مع توسع المدن وصعوبة التخلص من الكميات الهائلة التي تنتج يوميا. ولتغطية جزء من مصاريف التخلص من هذه النفايات يتم استغلالها في إنتاج الطاقة، وذلك بواسطة حرقها واستعمال الطاقة الحرارية الناتجة في محطات توليد الطاقة الكهربائية.
-الطاقة الكيماوية : تقديم بطاريات للتلاميذ ليتفحصوها، تنتج البطاريات الطاقة الكهربائية عن طريق تفاعلات لمواد كيماوية وينتج عن هذا التفاعل مادة أو مواد أخرى . وينتهي إنتاج الطاقة عند انتهاء المواد الأولية داخل البطارية، ووجب تبديل هذه البطارية أو إعادة شحنها. تستعمل البطاريات في السيارات وفي الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الساعات والألعاب والآلات السمعية كالمذياع والمسجل.