علوم هفتم
📝خلاصه نکات فصل8
🎯آزمون فصل8
کار و انرژی
- انرژی یکی از مهم‌ترین مفاهیم علوم است و می‌تواند از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود.
- در علوم، وقتی نیرو باعث جابه‌جایی جسم شود، «کار» انجام شده است.
- مقدار کار از رابطه زیر به دست می‌آید:
کار = نیرو × جابه‌جایی
- یکای نیرو «نیوتون (N)»، جابه‌جایی «متر (m)» و کار «ژول (J)» است.
- هرچه نیرو یا جابه‌جایی بیشتر باشد، مقدار کار نیز بیشتر می‌شود.
- اگر جسم جابه‌جا نشود، کار انجام‌شده صفر است؛ مانند هل دادن دیوار.
- اگر نیرو بر جهت جابه‌جایی عمود باشد، آن نیرو روی جسم کار انجام نمی‌دهد؛ مانند حمل جعبه در حالی که نیروی دست رو به بالا و حرکت افقی است.
- یکای انرژی نیز در دستگاه بین‌المللی «ژول» است.
انرژی جنبشی
- هر جسم در حال حرکت دارای «انرژی جنبشی» است.
- انرژی جنبشی به دو عامل بستگی دارد:
- جرم جسم
- سرعت جسم
- هرچه جرم جسم بیشتر باشد، انرژی جنبشی بیشتر است.
- هرچه سرعت جسم بیشتر باشد، انرژی جنبشی بیشتر است.
کار و انتقال انرژی
- انجام کار می‌تواند باعث افزایش انرژی جنبشی جسم شود.
- جسم دارای انرژی جنبشی می‌تواند با وارد کردن نیرو و ایجاد جابه‌جایی، روی جسم دیگری کار انجام دهد.
- کار می‌تواند انرژی را از یک جسم به جسم دیگر منتقل کند.
انرژی پتانسیل گرانشی
- انرژی ذخیره‌شده در جسم به دلیل ارتفاع آن از سطح زمین، «انرژی پتانسیل گرانشی» است.
- انرژی پتانسیل گرانشی به جرم یا وزن جسم و ارتفاع آن بستگی دارد.
- هرچه جسم سنگین‌تر یا در ارتفاع بیشتری باشد، انرژی پتانسیل گرانشی آن بیشتر است.
- هنگام سقوط جسم، انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود.
انرژی پتانسیل شیمیایی و کشسانی
- انرژی ذخیره‌شده در سوخت‌ها و مواد غذایی، «انرژی پتانسیل شیمیایی» است.
- انرژی ذخیره‌شده در فنر یا کش کشیده‌شده، «انرژی پتانسیل کشسانی» است.
- با رها کردن فنر، کش یا کمان، انرژی پتانسیل کشسانی می‌تواند به انرژی جنبشی تبدیل شود.
- زردپی آشیل در پشت پا مانند یک فنر طبیعی عمل می‌کند و انرژی کشسانی ذخیره و آزاد می‌کند.
تبدیل‌های انرژی
- انرژی می‌تواند از یک شکل به شکل دیگر تبدیل شود.
- نمونه‌ها:
- سوخت کشتی: انرژی شیمیایی → انرژی جنبشی
- سوختن چوب: انرژی شیمیایی → انرژی گرمایی و نورانی
- تلویزیون: انرژی الکتریکی → انرژی نورانی، صوتی و گرمایی
- چراغ قوه: انرژی شیمیایی باتری → انرژی الکتریکی → انرژی نورانی و گرمایی
- رادیو: انرژی الکتریکی → انرژی صوتی
قانون پایستگی انرژی
- انرژی نه به وجود می‌آید و نه از بین می‌رود؛ فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود.
- مقدار کل انرژی در یک فرایند ثابت می‌ماند.
- در هر تبدیل انرژی، ممکن است انرژی به شکل‌های مختلف مانند گرما، نور، صدا یا حرکت تبدیل شود.
انرژی و بدن انسان
- بدن انسان حتی هنگام استراحت و خواب نیز انرژی مصرف می‌کند.
- راه رفتن، دویدن، پریدن و فعالیت‌های سخت به انرژی بیشتری نیاز دارند.
- بدن انرژی مورد نیاز خود را از مواد غذایی دریافت می‌کند.
- انرژی ذخیره‌شده در مواد غذایی از نوع انرژی پتانسیل شیمیایی است.
- انرژی مواد غذایی معمولاً با «کیلوژول» یا «کیلوکالری» بیان می‌شود.
- هر کیلوکالری برابر با ۴۲۰۰ ژول است.
- هرچه مدت یا سرعت یک فعالیت بیشتر باشد، انرژی بیشتری مصرف می‌شود.
- «آهنگ مصرف انرژی» یعنی مقدار انرژی مصرف‌شده در یک زمان معین؛ مثلاً در یک دقیقه.
انرژی در گیاه و زنجیره تبدیل آن
- گیاهان انرژی نورانی خورشید را در فرایند فتوسنتز به انرژی پتانسیل شیمیایی تبدیل می‌کنند.
- انرژی شیمیایی موجود در گیاهان با خوردن آنها وارد بدن انسان می‌شود.
- بدن هنگام فعالیت، انرژی شیمیایی مواد غذایی را به انرژی مورد نیاز برای حرکت و فعالیت تبدیل می‌کند.
- یک نوجوان فعال و در حال رشد به طور متوسط روزانه حدود ۱۰٬۰۰۰ تا ۱۲٬۰۰۰ کیلوژول انرژی نیاز دارد.
- حدود یک‌سوم انرژی روزانه باید از صبحانه تأمین شود؛ یعنی حدود ۳۳۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلوژول.