كتاب علوم اول متوسط الفصل الدراسي الثاني

الذرة والعنصر: الذرة هي أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخصائصه. تتكون الذرة من نواة (بروتونات موجبة ونيوترونات متعادلة) وإلكترونات سالبة تدور حول النواة في مستويات طاقة.

البروتونات: جسيمات موجبة الشحنة (+1)، توجد في النواة.
النيوترونات: جسيمات متعادلة الشحنة (0)، توجد في النواة.
الإلكترونات: جسيمات سالبة الشحنة (-1)، تدور حول النواة.

العنصر (Element): مادة نقية تتكون من نوع واحد من الذرات، ولا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط بالطرق الكيميائية العادية. يوجد 118 عنصراً معروفاً. أمثلة: الأكسجين O، الهيدروجين H، الذهب Au، الحديد Fe.

المركب (Compound): مادة تتكون من اتحاد كيميائي بين عنصرين أو أكثر بنسب محددة، ولها خصائص مختلفة عن العناصر المكونة لها. أمثلة: الماء H₂O، ملح الطعام NaCl، ثاني أكسيد الكربون CO₂، السكر C₁₂H₂₂O₁₁.

المخلوط (Mixture): مزيج من مادتين أو أكثر تحتفظ كل مادة بخصائصها، ويمكن فصل مكوناتها بطرق فيزيائية. أمثلة: مخلوط الرمل والماء، سلطة الفواكه، الهواء.

أنواع المخاليط:

• مخلوط غير متجانس: يمكن رؤية مكوناته بالعين المجردة (مثل: الرمل والماء).
• مخلوط متجانس (محلول): لا يمكن رؤية مكوناته (مثل: الماء والملح، الماء والسكر).

الجدول الدوري (Periodic Table): جدول ينظم العناصر المعروفة حسب عددها الذري وخصائصها الكيميائية المتشابهة. وضعه العالم الروسي ديمتري مندليف. العناصر مرتبة في صفوف أفقية (دورات) وأعمدة رأسية (مجموعات). عدد المجموعات 18، وعدد الدورات 7.

تمارين (أختبر نفسي):

1. ما أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخصائصه؟ (الذرة)
2. ما الشحنات الكهربائية للبروتون والإلكترون والنيوترون؟ (موجبة، سالبة، متعادلة)
3. ما الفرق بين المركب والمخلوط؟ (المركب اتحاد كيميائي بنسب محددة، المخلوط مزج فيزيائي)
4. أعط مثالاً على عنصر: ______، مثالاً على مركب: ______، مثالاً على مخلوط: ______.
   الإجابة: الأكسجين / الماء / مخلوط الرمل والماء
5. كم عدد العناصر المعروفة؟ (118 عنصراً)
6. من هو واضع الجدول الدوري؟ (ديمتري مندليف)

الخواص الفيزيائية (Physical Properties): الصفات التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير تركيب المادة. أمثلة: اللون، الطول، الكتلة، الحجم، درجة الانصهار، درجة الغليان، الكثافة، المغناطيسية، التوصيل الكهربائي.

الخواص الكيميائية (Chemical Properties): الصفات التي تصف قدرة المادة على التحول إلى مواد جديدة. أمثلة: الاحتراق، الصدأ، التفاعل مع الأحماض، التفاعل مع الأكسجين.

التغير الفيزيائي (Physical Change): تغير في شكل المادة أو حجمها أو حالتها دون أن تتحول إلى مادة جديدة. يمكن عكس التغير الفيزيائي بسهولة. أمثلة: تمزيق الورق، ثني السلك، ذوبان الثلج، تبخر الماء، تجمد الماء، تقطيع الخشب.

التغير الكيميائي (Chemical Change): تغير ينتج عنه مواد جديدة تختلف في خصائصها عن المواد الأصلية. لا يمكن عكس التغير الكيميائي بسهولة. دلائل حدوث التغير الكيميائي: تغير اللون، تصاعد غاز (ظهور فقاعات)، انبعاث حرارة أو ضوء، تكون راسب، تغير في الرائحة.

أمثلة على التغيرات الكيميائية: احتراق الخشب، صدأ الحديد، طهي البيض، تخمر العنب، تفاعل الخل مع صودا الخبز.

حالات المادة الثلاث (Three States of Matter):

• المواد الصلبة (Solids): لها شكل ثابت وحجم ثابت. جزيئاتها متقاربة ومتراصة، لا تتحرك بحرية. أمثلة: الحجر، الخشب، الحديد، الكتاب.
• المواد السائلة (Liquids): ليس لها شكل ثابت (تأخذ شكل الوعاء)، ولها حجم ثابت. جزيئاتها متباعدة قليلاً وتتحرك بحرية. أمثلة: الماء، الحليب، الزيت، العصير.
• المواد الغازية (Gases): ليس لها شكل ثابت ولا حجم ثابت (تنتشر لتملأ المكان). جزيئاتها متباعدة جداً وتتحرك بسرعة عشوائية. أمثلة: الهواء، بخار الماء، غاز المطبخ، الأكسجين.

التمدد والانكماش الحراري:

• التمدد الحراري: ازدياد حجم المادة عند التسخين. (مثال: تمدد الزئبق في الترمومتر، تمدد الأسلاك الكهربائية في الصيف)
• الانكماش الحراري: نقص حجم المادة عند التبريد. (مثال: انكماش الأسلاك الكهربائية في الشتاء، انكماش البالون في الثلاجة)

تمرين (صنف التغيرات التالية إلى فيزيائي أو كيميائي):

1. ذوبان السكر في الماء (فيزيائي)
2. احتراق الورق (كيميائي)
3. تقطيع الخشب (فيزيائي)
4. صدأ الحديد (كيميائي)
5. غليان الماء (فيزيائي)
6. طهي البيض (كيميائي)
7. انصهار الثلج (فيزيائي)

السرعة (Speed): المسافة التي يقطعها الجسم في وحدة الزمن. السرعة = المسافة ÷ الزمن. وحدة قياس السرعة: متر/ثانية (m/s) أو كيلومتر/ساعة (km/h).

مثال: إذا قطع جسم مسافة 100 متر في 20 ثانية، فما سرعته؟ (100 ÷ 20 = 5 م/ث)

السرعة المتجهة (Velocity): السرعة في اتجاه معين. مثال: "السيارة تتحرك بسرعة 60 كم/ساعة شمالاً".

التسارع (Acceleration): معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن. يحدث التسارع عندما تزداد السرعة أو تنقص أو يتغير الاتجاه. التسارع = (السرعة النهائية - السرعة الابتدائية) ÷ الزمن. وحدة قياس التسارع: م/ث².

مثال: سيارة تزيد سرعتها من 10 م/ث إلى 20 م/ث خلال 5 ثوان. ما تسارعها؟ (20-10) ÷ 5 = 10 ÷ 5 = 2 م/ث².

القوة (Force): دفع أو سحب يؤثر على الجسم. القوة تغير من حركة الجسم أو سرعته أو اتجاهه. تقاس القوة بوحدة تسمى النيوتن (N). أداة قياس القوة: الميزان النابضي.

قوانين نيوتن للحركة (Newton's Laws of Motion):

• القانون الأول (القصور الذاتي - Inertia): الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالته.
• القانون الثاني (القوة والتسارع): القوة = الكتلة × التسارع (F = m × a). كلما زادت القوة المؤثرة على جسم، زاد تسارعه، وكلما زادت كتلة الجسم، قل تسارعه.
• القانون الثالث (الفعل ورد الفعل - Action and Reaction): لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه. (مثال: عند دفع الحائط، يدفعك الحائط بنفس القوة)

قوة الاحتكاك (Friction): قوة مقاومة تحدث عندما يتحرك جسم على سطح آخر. الاحتكاك يبطئ حركة الأجسام أو يوقفها. أنواع الاحتكاك: احتكاك سكوني، احتكاك انزلاقي، احتكاك متدحرج.

قوة الجاذبية (Gravity): قوة سحب تبذلها الأرض على جميع الأجسام، وتسحبها نحو مركزها. بفضل الجاذبية، نقف على الأرض وتسقط الأشياء نحوها.

تمارين (أختبر نفسي):

1. قطعت سيارة مسافة 240 كيلومتراً في 3 ساعات. ما سرعتها المتوسطة؟ (240 ÷ 3 = 80 كم/ساعة)
2. تسارعت سيارة من السكون (0 م/ث) إلى سرعة 30 م/ث خلال 6 ثوان. ما تسارعها؟ (30 ÷ 6 = 5 م/ث²)
3. ما وحدة قياس القوة؟ (النيوتن)
4. اذكر مثالاً على القانون الثالث لنيوتن (الفعل ورد الفعل). (عند السباحة: يدفع السباح الماء إلى الخلف، فيدفع الماء السباح إلى الأمام)
5. كيف تقلل قوة الاحتكاك؟ (باستخدام مواد مزلقة مثل الزيت أو الماء، أو باستخدام عجلات)

تعريف الطاقة (Energy): هي القدرة على إحداث تغيير أو إنجاز شغل. تقاس الطاقة بوحدة تسمى الجول (J).

أشكال الطاقة (Forms of Energy):

• الطاقة الحركية (Kinetic Energy): طاقة الأجسام المتحركة. (مثال: سيارة متحركة، كرة تتدحرج، الرياح)
• طاقة الوضع (Potential Energy): طاقة مخزنة في الجسم بسبب موقعه أو تركيبه. (مثال: الكرة على قمة تل، النابض المضغوط، الساعة المرتفعة)
• الطاقة الحرارية (Thermal Energy): طاقة مرتبطة بحركة جزيئات المادة. (مثال: الشمس، النار، المدفأة)
• الطاقة الضوئية (Light Energy): طاقة تمكننا من الرؤية. (مثال: الشمس، المصباح، الشمعة)
• الطاقة الصوتية (Sound Energy): طاقة تنتقل على شكل موجات صوتية. (مثال: صوت الإنسان، الموسيقى)
• الطاقة الكهربائية (Electrical Energy): طاقة ناتجة عن حركة الإلكترونات. (مثال: الكهرباء في المنزل، البطارية)
• الطاقة الكيميائية (Chemical Energy): طاقة مخزنة في الروابط الكيميائية. (مثال: الغذاء، البطارية، الوقود)
• الطاقة النووية (Nuclear Energy): طاقة مخزنة في نواة الذرة، وتحرر عند الانشطار أو الاندماج النووي.

مصادر الطاقة:

• مصادر متجددة (Renewable Sources): تتجدد بسرعة ولا تنفد. أمثلة: الطاقة الشمسية، طاقة الرياح، الطاقة المائية، الطاقة الحرارية الجوفية، الكتلة الحيوية.
• مصادر غير متجددة (Non-Renewable Sources): تنفد مع الاستخدام ولا تتجدد بسرعة. أمثلة: النفط، الغاز الطبيعي، الفحم، اليورانيوم (للطاقة النووية).

قانون حفظ الطاقة (Law of Conservation of Energy): الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، ولكنها تتحول من شكل إلى آخر. مجموع الطاقة في النظام المغلق يبقى ثابتاً.

أمثلة على تحولات الطاقة:

• المصباح الكهربائي: طاقة كهربائية → طاقة ضوئية + طاقة حرارية.
• المدفأة الكهربائية: طاقة كهربائية → طاقة حرارية.
• السيارة: طاقة كيميائية (الوقود) → طاقة حركية + طاقة حرارية.
• الخلية الشمسية: طاقة ضوئية → طاقة كهربائية.
• المحرك الكهربائي: طاقة كهربائية → طاقة حركية.
• المولد الكهربائي: طاقة حركية → طاقة كهربائية.

تمارين (أختبر نفسي):

1. ما وحدة قياس الطاقة؟ (الجول)
2. ما الفرق بين الطاقة الحركية وطاقة الوضع؟ (الحركية: طاقة الحركة، الوضع: طاقة مخزنة)
3. اذكر ثلاثة مصادر للطاقة المتجددة. (الشمس، الرياح، الماء)
4. ما قانون حفظ الطاقة؟ (الطاقة لا تفنى ولا تستحدث، بل تتحول من شكل إلى آخر)
5. في المكواة الكهربائية، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ______. (حرارية)
6. في البطارية، الطاقة المخزنة هي طاقة ______. (كيميائية)

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):

1. أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخصائصه هو ______. (أ) الجزيء (ب) الذرة (ج) البروتون (د) الإلكترون)
2. المواد التي ليس لها شكل ثابت ولها حجم ثابت هي ______. (أ) الصلبة (ب) السائلة (ج) الغازية (د) البلازما)
3. القوة = الكتلة × ______. (أ) السرعة (ب) التسارع (ج) الزمن (د) المسافة)
4. الطاقة المخزنة في الوقود تسمى طاقة ______. (أ) حركية (ب) وضع (ج) كيميائية (د) نووية)

الإجابة: ب / ب / ب / ج

سؤال 2 (أكمل الفراغات):

1. البروتونات تحمل شحنة ______، والإلكترونات تحمل شحنة ______.
2. السرعة = ______ ÷ ______.
3. وحدة قياس القوة هي ______.
4. الطاقة لا تفنى ولا تستحدث، ولكنها تتحول من ______ إلى آخر.

الإجابة: موجبة / سالبة / المسافة / الزمن / النيوتن / شكل

سؤال 3 (ضع علامة صح أو خطأ):

1. المخلوط يمكن فصل مكوناته بطرق فيزيائية. (صح)
2. انصهار الثلج تغير كيميائي. (خطأ)
3. الطاقة الشمسية مصدر طاقة غير متجدد. (خطأ)
4. الجاذبية هي قوة سحب تبذلها الأرض على الأجسام. (صح)

سؤال 4 (مسائل حسابية):

1. قطار يتحرك بسرعة 80 كم/ساعة لمدة 4 ساعات. ما المسافة التي قطعها؟ (80 × 4 = 320 كم)
2. دراجة هوائية كتلتها 10 كجم، وتسارعها 2 م/ث². ما القوة المؤثرة عليها؟ (F = m × a = 10 × 2 = 20 نيوتن)