👫 Τάξη Α΄ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

1η. Τεχνολογική ενότητα
😄 Εργαλεία και μηχανές

ΕΡΓΑΛΕΊΑ

ΠροΙστορικά εραγεία

Ο άνθρωπος έχοντας ανάγκη να καλύψει τις ανάγκες του από την εποχή του λίθου μέχρι και σήμερα προσπάθησε και δημιούργησε τα πρώτα αντικείμενα και κατόρθωσε να τα δημιουργεί όπως τα βλέπουμε εμείς σήμερα. Αυτό-α το/τα αντικείμενο/-α είναι εργαλείο/εργαλεία και το οποίο/α κάνουν εργασία/-ες.

Φυσικά ο άνθρωπος χρησιμοποίησε κομμάτια πέτρας (κροκάλες) ή ο, τι φυσικό υλικό μπορούσε να του είναι χρήσιμο για την οποιαδήποτε εργασία έκανε εκείνη την εποχή η οποία προσδιορίζεται περίπου 3 εκατομμύρια έτη π.Χ. Παλαιολιθική εποχή

Εμείς σήμερα έχουμε χαρακτηρίσει τον άνθρωπο εκείνης της εποχής όπου ο κατασκεύασε τα απλά λίθινα εργαλεία διεθνώς Homo Habilis ήταν δηλαδή ο εξαίσιος άνθρωπος.

3000000AC Homo Habilis

Ο άνθρωπος εκείνης της εποχής έκανε αργά βήματα έχοντας να καλύψει λίγες ανάγκες. Ένα από τα αίτια (το βασικότερο)ήταν η ανάπτυξη του εγκεφάλου του η οποία δεν τον βοηθούσε μέχρι εκείνη την εποχή.

Η πρώτη βασική ανάγκη του ανθρώπου από εκείνη την εποχή μέχρι και σήμερα είναι η τροφή. Η ανάγκη λοιπόν εκείνης της εποχής ως κυνηγός και όχι ως παραγωγός τροφής κατασκεύασε τα πρώτα του χρήσιμα εργαλεία αλλά και όπλα για να κυνηγήσουν άγρια θηρία όπως ρόπαλα, ακόντια, μαχαίρια, τσεκούρια),

Όμως η βιολογική εξέλιξη των ανθρώπων έκανε τον άνθρωπος να γίνει (ΗοmoErectus, HomoSapiens). Επόμενο ήταν λοιπόν να δημιουργήσει εμφανίσει περισσότερα αλλά και πιο εξελιγμένα εργαλεία καλύπτοντας τις περισσότερες καθημερινές ανάγκες του .

Προϊστορία

Τα παρακάτω Video φανερώνει την όποια δράση είχε τότε ο άνθρωπος.

La odisea de la especie Homo erectus

Homo sapiens

Η καθημερινή χρήση των εργαλείων έχει πολλές θετικές επιπτώσεις στη ζωή των ανθρώπων, συγχρόνως όμως και αρνητικές.
Έτσι δημιουργήθηκαν πολλά επαγγέλματα εξαιτίας των διαφόρων εργαλείων.
Έδωσαν δουλειά στους ανθρώπους και συγχρόνως αναπτύχθηκε η οικονομία.

Η ασφάλεια στην εκτέλεση των οποιοδήποτε εργασιών έγινε μέγιστη. Οργάνωσαν στο μέγιστο την εργασία του ανθρώπου, προσφέροντας αλλά και εξασφαλίζουν άριστες συνθήκες εργασίας του.

Στην ανθρωπότητα μέχρι και σήμερα αλλά και για το αύριο τα εργαλεία είτε γενικής χρήσης είτε εξειδικευμένης παρέδωσαν μαζί με όλα τα υλικά στα οποία χρησιμοποιήθηκαν πολιτισμό, άριστα έργα τέχνης γλυπτικής, κεραμικής αλλά και ζωγραφικής, δίδοντας συγχρόνως και τον κάθε λαό τον δικό του πολιτισμό και σε κάθε εποχή .

Έχουν την δυνατότητα να βελτιώνουν, να προάγουν αλλά και να αναπτύσσουν τα τεχνολογικά επαγγέλματα όπως του υδραυλικού, του ηλεκτρολόγου, του μηχανικού,….. τα οποία δεν θα ήταν εάν δεν θα υπήρχαν τα εργαλεία, άρα και την ποιότητα της ζωής του ανθρώπου γίνονταν μέρα με τη μέρα με καλύτερες συνθήκες.

Χωρίς τα εργαλεία δεν μπορεί να υπάρξει τεχνολογία.

Το/Τα εργαλείο/α αποτέλεσε τον πρόδρομο της/των μηχανής/ων.

Τα εργαλεία βοήθησαν μαζί με τις μηχανές να αναπτυχθούν οι πρώτες βιοτεχνίες αλλά και στη συνέχεια οι σημερινές βιομηχανίες συμβάλλοντας στη κοινωνική αλλά και οικονομική πρόοδο του ανθρώπου .

Τέλος τα πρώτα εργαλεία ήταν γεωργικά τα οποία χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για τις πρώτες καλλιέργειες του εξασφαλίζοντας την διατροφή του. Από τότε και μετά ο άνθρωπος από ΤΡΟΦΟ συλλέκτης πέρασε σε παραγωγός της τροφής του.

Επηρέασαν το Περιβάλλον θετικά αφού με τη βοήθειά τους ο άνθρωπος μπορεί πια να καλλιεργήσει τη γη εύκολα αλλά και σε μεγάλη έκταση, να την κάνει εύφορη εξασφαλίζοντας την τροφή της ανθρωπότητας η οποία καθημερινά αυξάνεται και έχει πάρα πολλές ανάγκες διατροφής .

Αρχαία εργαλεία
Τα εργαλεία του σήμερα

👉 Εργαλείο

Σήμερα εμείς τα εργαλεία τα χωρίζουμε-ταξινομούμε ανάλογα με
☝ την εργασία και την χρήση τους,
☝ το σκοπό αλλά και
☝ το επάγγελμα σε :

💭 Εργαλεία Κοπής:
Είναι εκείνα τα εργαλεία που έχουν ως σκοπό την κοπή ενός υλικού.
Τέτοια εργαλεία είναι το δρεπάνι, το κοπίδι, το μαχαίρι, το ψαλίδι, τα διάφορα είδη πριονιού,….

💭 Εργαλεία μέτρησης:
Είναι εκείνα τα εργαλεία που μας βοηθάνε να μετρήσουμε ένα φυσικό μέγεθος (ένταση ρεύματος μήκος, πίεση θερμοκρασία, , κ.α.).
Τέτοια εργαλεία είναι το μέτρο, ο χάρακας, το παχύμετρο, η ζυγαριά, το πολύμετρό, το θερμόμετρο κ.α.

💭 Εργαλεία Ηλεκτρικά:
Είναι εκείνα τα εργαλεία τα οποία δουλεύουν με ηλεκτρικό ρεύμα.
Τέτοια εργαλεία είναι: η ηλεκτρική σέγα, ο ηλεκτρικός τροχός, το ηλεκτρικό δράπανο, το παλμικό τριβείο, το κολλητήρι το πιστόλι θερμοκόλλησης, κ.α.

💭 Εργαλεία εφαρμογής-λείανσης:
Είναι εκείνα τα εργαλεία τα οποία μας βοηθάνε σε μια σειρά από εργασίες όπως το βίδωμα, τη λείανση, το κάρφωμα και το βίδωμα.
Τέτοια εργαλεία είναι το σφυρί, οι ράσπες, οι λίμες, τα κατσαβίδια, τα σκαρπέλα.

ΜΗΧΑΝΕΣ

Ο Βιτρούβιος, ήταν εκείνος ο οποίος έδωσε τον εξής ορισμό της μηχανής.

👉 Μηχανή ή μηχάνημα ονομάζεται οποιοδήποτε εργαλείο ή μέσον που μπορεί να διευκολύνει την ανθρώπινη εργασία ή που μπορεί να αυξήσει τη δύναμη ή την αποτελεσματικότητά της.
👉 Επίσης οποιαδήποτε συσκευή που χρησιμοποιείται για τη παραγωγή έργου, είτε μεταδίδοντας είτε μετατρέποντας άλλη μορφή ενέργειας σε παραγωγή έργου.
👉 Ακόμη μπορεί να εννοείται και κάθε ευφυής επινόηση. Μεταφορικά, σημαίνει ραδιουργία, σκευωρία αλλά και χαρακτηρισμό πλήθους υπηρεσιών π.χ. «Κρατική μηχανή» ή «αμυντικός μηχανισμός».

Ο Βιτρούβιοςήταν εκείνος ο οποίος διέκρινε δύο είδη μηχανών: τις απλές και τις σύνθετες.

Στις απλές ανήκαν οι μοχλοίγια περισσότερες πληροφορίες των μοχλών εδώ,η σφήναγια περισσότερες πληροφορίες για τη σφήνα εδώ, ο κοχλίαςγια περισσότερες πληροφορίες για τον κοχλία εδώ, ητροχαλία ή το πολύσπαστογια περισσότερες πληροφορίες του πολύσπαστου εδώ, κ.ά.
Στις σύνθετες ανήκαν οι υδραυλικές μηχανές, οι βιομηχανικές (μύλοι άλεσης και σύνθλιψης), οι ανυψωτικές , οι πολεμικές καιπολεμικές μηχανές του Leonardodacinciοι μηχανές θεάτρου.

Aπό τον 7^ο έως και τον 1^ο π. Χ. αιώνα πολύπλοκoι μηχανισμοί είτε εφευρέθηκαν από έλληνες είτε κατασκευάσθηκαν με την βοήθεια μηχανών ή μηχανικών εξαρτημάτων που ανακάλυψαν Έλληνες.
Με σημερινά κριτήρια τις μηχανές τις κατατάσσουμε σε 2 τύπους.

Στον τύπο 1,

Όταν η ενέργεια που καταναλώνεται αλλά και παράγεται είναι μηχανική. Έχουμε μια συνεχή μετατροπή δυναμικής σε κινητική και το αντίστροφο.
Πχ φαντασθείτε ένα τόξο.
Όταν τεντώνω την χορδή αποταμιεύω δυναμική ενέργεια που στη συνέχεια όταν απελευθερώνεται μετατρέπεται σε κινητική, δηλ. στην κίνηση του βέλους.
Στον τύπο 2
Περιλαμβάνει τις μηχανές που μετατρέπουν ένα είδος ενέργειας σε κάποιο άλλο είδος.
Πχ Ο κινητήρας του αυτοκινήτου.
Μετατρέπει την χημική ενέργεια της βενζίνης σε κινητική ενέργεια.
Στην αρχαιότητα οι μηχανές που κατασκευάζονται είναι του 1^ου τύπου. 2^ου τύπου έχουμε μόνο σε πειραματικό στάδιο που και σπάνιες είναι και ελάχιστες απ αυτές πέρασαν στο κατασκευαστικό στάδιο.
Η πιο διάσημη εφεύρεση που μετατρέπει θερμική ενέργεια σε κινητική είναι η αιολόσφαιρα ή ατμοστρόβιλος, η πρώτη ατμομηχανή στην ιστορία, που την περιέγραψε ο Ήρων ο Αλεξαντρεύς.
Αιολόσφαιρα του Ήρωνα
Εκείνη την εποχή κατασκευάστηκε και ο πρώτος υπολογιστής (ο υπολογιστής των Αντικυθήρων).
Σπουδαίος εφευρέτης και μηχανικός ήταν επίσης και ο Αρχιμήδης όπου κατασκεύασε πλήθος μηχανών (κοχλίας, πολεμικές μηχανές κ.α.).

Οι σημαντικότερες εφευρέσεις των αρχαίων ελλήνων

Η ιστορία των σύγχρονων μηχανών αρχίζει με την κατασκευή της πρώτης σύγχρονης ατμομηχανής (1698) που χρησιμοποιήθηκε ως αντλία νερού. Επόμενος σημαντικός σταθμός ήταν η μηχανή του Τόμας Νιούκομεν, το 1712, την οποία βελτίωσε ο Τζέιμς Βατ.

Η ατμομηχανή έπαιξε σπουδαίο ρόλο γιατί
➥Αναπτύχθηκε η ναυσιπλοΐα και η ναυτιλία, εμφανίστηκε το ατμόπλοιο, που δεν εξαρτιόταν από τον άνεμο για την κίνησή του, όπως τα ιστιοφόρα, επίσης
➦Καθιερώθηκε ο σιδηρόδρομος ως κύριος τρόπος χερσαίων μεταφορών στις ανεπτυγμένες χώρες.

Τις μηχανές κίνησης τις χωρίζουμε στις παρακάτω κατηγορίες:

⏅ Θερμικές Μηχανές

Μετατρέπουν την θερμότητα από την χημική ενέργεια του καυσίμου (βενζίνη, πετρέλαιο, λιγνίτης) σε μηχανική ενέργεια π.χ
❖ατμομηχανές,
❖μηχανή αυτοκινήτου,
❖βενζινοκινητήρες,
❖μηχανές ντίζελ κ.λ.π).
Διακρίνονται σε
➢ ΜηχανέςΕσωτερικής Καύσης (όπως στο αυτοκίνητο) και
➢ Μηχανές Εξωτερικής Καύσης(όπως οι ατμομηχανές). Βίντεο μηχανής εξωτερικής καύσης

Βίντεο θερμικής μηχανής

⏅ Ηλεκτρικές μηχανές

Μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική (κινητική + δυναμική ) ή μετατρέπουν την μηχανικήενέργεια σε ηλεκτρική π.χ
🌠γεννήτριες ρεύματος
🌠ηλεκτροκινητήρες
Βίντεο Ηλεκτρικές μηχανές

⏅ ·Υδραυλικές μηχανές

Μετατρέπουν την ενέργεια του νερού που βρίσκεται σε κίνηση και κατά συνέπεια σε δύναμη σε μηχανικό έργο π.χ
υδραυλικές τουρμπίνες

Βίντεο Υδραυλικές μηχανές

Στη ζωή των ανθρώπων οι μηχανές έχουν τεράστιες επιπτώσεις και μερικές από αυτές είναι:

Θετικές επιπτώσεις:

· ➥Αναπτύσσουν την οικονομία λόγω αλλά και συμβάλλουν στην ανάπτυξης της βιομηχανίας.
➦Αυξάνουν την δύναμη του ανθρώπου, την ακρίβεια των εργασιών και η όποια εργασία γίνεται γρήγορα και αδιάκοπα.
➦Η επικοινωνία, η υγεία, η ψυχαγωγία, η εργασία, οι μεταφορές αλλά και ό, τι γίνεται από τον άνθρωπο συμβάλλοντας να του παρέχουν καλύτερη ποιότητα ζωής του και όχι μόνο.....

Αρνητικές επιπτώσεις:

➩· Μολύνουν το περιβάλλον με τις διάφορες εκπομπές ρύπων συμβάλλοντας στην υποβάθμιση του.

➩ Μπορούν να προκαλέσουν ατυχήματα ή δυστυχήματα.

➩ Έχουν ανάγκη τεράστια ποσά ενέργειας απο πετρέλαιο, λιγνίτη, φυσικό αέριο,..

👉 Μηχανή

2η.Τεχνολογική ενότητα
😎 Ενέργεια και Ισχύς

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η ενέργεια είναι το φυσικό μέγεθος(φυσικό είναι το μέγεθος το οποίο μπορούμε να το μετρήσουμε ) που συνοδεύει κάθε μεταβολή στο φυσικό κόσμο, απλή ή πιο πολύπλοκη.

Δεν είναι αντιληπτή με τις αισθήσεις αλλά από τα αποτελέσματά της που είναι γνωστά ως έργο ή δουλειά.
👉 Εμφανίζεται με διάφορες μορφές.
🙌 Δε χάνεται ποτέ γιατί μετατρέπεται από τη μια μορφή στην άλλη.
Για παράδειγμα,
ο ήλιος, παρέχει φωτεινή ενέργεια την οποία απορροφούν τα φυτά.
Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης(και τα οποία είναι τα μοναδικά με αυτή την ιδιότητα-ικανότητα) η ενέργεια αυτή αποθηκεύεται στα φυτά με τη μορφή χημικής ενέργειας (ζάχαρο-γλυκόζη ).

Στα φυτά δηλαδή πραγματοποιείται η παρακάτω Χημική αντίδραση: 6 CO₂ +6 H₂O 🔅 → C₆H₁₂O₆ +6O_{2 ↗}
Με λόγια δηλαδή με τη φωτοσύνθεση μπορούμε να πούμε ότι,......τα φυτά παίρνουν διοξείδιο τού άνθρακα(CO₂)από την ατμόσφαιρα και νερό (H₂O) με τις ρίζες τους από το έδαφος και με την βοήθεια του ήλιου μπορούν και μετατρέπουν τις δύο αυτές χημικές ενώσεις(ανόργανες ) σε μια καινούρια χημική ένωση(C₆H₁₂O₆) (ζάχαρο-γλυκόζη) οργανική και απελευθερώνουν οξυγόνο(O₂)και αυτό στη συνέχεια πηγαίνει στην ατμόσφαιρα.

👍 Η ενέργεια αυτή είναι η πρώτη ενέργεια πάνω στην γη και χωρίς αυτή δεν υπάρχει ζωή.
Με την κατανάλωση των φυτών από τα ζώα και τους ανθρώπους η χημική ενέργεια (γλυκόζη - ζάχαρο) μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια και σε κινητική ενέργεια ).

Οι μορφές της ενέργειας είναι:

➦ Φωτεινή ενέργεια ( η ενέργεια η οποία ακτινοβολίας )
➦ Χημική ενέργεια (η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στις ουσίες π.χ τροφέςφυτικές-ζωικές και φρούτα.....).
➦ Θερμική ενέργεια.
➦ Δυναμική ενέργεια (λόγω θέσης ή κατάστασης των σωμάτων).
➥ Κινητική ενέργεια (λόγω κίνησης των σωμάτων).
➦ Μηχανική ενέργεια η οποία είναι η δυναμική μαζί με την κινητική.
➦ Ηλεκτρική ενέργεια (η ενέργεια που μεταφέρεται με το ηλεκτρικό ρεύμα).
➥Πυρηνική ενέργεια (η ενέργεια που απελευθερώνεται από τους πυρήνες των ατόμων σε ένα μόριο).

Η ενέργεια είναι απαραίτητο στοιχείο για να εξελιχθεί η τεχνολογία.
Σήμερα που οι ανάγκες της εενέργειας είναι παρα πολύ μεγάλες θα πρέπει να την διαχειριζόμαστε ορθολογικά (χωρίς σπτάλες, χρησιμοποιώντας Α.Π.Ε, ...... )

👉Πηγη/ές ενέργειας
Διακρίνονται σε ➽ ανανεώσιμη/σιμες και ➽ μη ανανεώσιμη/σιμες

Όταν η/οι πηγή/ές που μπορεί/ούν με φυσικό τρόπο και σε σύντομο χρονικό διάστημα να ανανεώσει/νουν την αποθηκευμένη της/τους ενέργεια τότε είναι ανανεώσιμη/σιμες .Τέτοιες είναι
➦ η ηλιακή
➦ η αιολική
➦ η γεωθερμική ενέργεια
➦ η ενέργεια της βιομάζας➦ των υδατοπτώσεων
➦ των θαλάσσιων ρευμάτων και
➦ των κυμάτων και παλιρροιών.

Όταν η/οι πηγή/ές που δεν είναι δυνατόν να ανανεώσει/ουν σε εύλογο, για τον άνθρωπο, χρονικό διάστημα την αποθηκευμένη της/τους ενέργεια τότε είναι μη ανανεώσιμες.

Σημειώνουμε δε ότι η διαδικασία σχηματισμού της/τους ενέργειας διήρκεσε εκατομμύρια χρόνια.

Τέτοιες είναι