Chapter 6 · Section 6Textbook pages 122–125

The Sun, Hydroelectric Power and Power സൂര്യൻ · ജലവൈദ്യുതനിലയം · പവർ

Now we can answer the question from the chapter's first page: how does the water in a dam get so much energy? We trace energy back to the Sun, follow it through a hydroelectric power station to the bulb in your room, and then ask a new question – how fast is work done? That rate is called power.

📖 What you need (pages 2, 7, 8 and 9 of this guide)

E_p = mgh, E_k = ½mv², and energy changes form without loss (pages 7–9).
Powers of ten: 10³ = 1000, 10⁶ = 10,00,000 (ten lakh); kJ → J: × 1000 (page 2).

1. The Sun – the main source of energy on Earth (Fig 6.11)

നമ്മുടെ വിവിധ പ്രവൃത്തികൾക്കാവശ്യമായ ഊർജം പ്രധാനമായും ലഭിക്കുന്നത് എവിടെനിന്നാണ്? ഭൂമിയിലെ ഊർജത്തിന്റെ പ്രധാന സ്രോതസ്സ് സൂര്യനാണെന്ന് ചിത്രം 6.11 നിരീക്ഷിച്ച് കണ്ടെത്തൂ. – Where does the energy for all our work mainly come from? Observe Fig 6.11 and find out that the main source of energy on Earth is the Sun (സൗരോർജം – solar energy).

☀️ Interactive Fig 6.11 – follow the Sun's energy

Textbook questions (page 122)

സസ്യങ്ങൾ സൗരോർജം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നതെങ്ങനെ? – How do plants use solar energy?
ഭക്ഷണത്തിലൂടെ നമുക്ക് ലഭിക്കുന്ന ഊർജം സൂര്യനുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു? ഇവിടെയുണ്ടായ ഊർജമാറ്റം എഴുതിനോക്കൂ. – How is the energy we get from food related to the Sun? Write the energy change.
വൈദ്യുതനിലയങ്ങളിലെ ഊർജോൽപാദനത്തിന് സൂര്യനുമായി ബന്ധമുണ്ടോ? – Is the production of energy in power stations related to the Sun?
പെട്രോൾ, ഡീസൽ എന്നിവയിലെ ഊർജം സൂര്യനുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു? – How is the energy in petrol and diesel related to the Sun?

1. By photosynthesis: green leaves use sunlight to make food (glucose) from carbon dioxide and water. Energy change: light energy → chemical energy stored in the food.
2. All our food comes from plants, directly (rice, fruits, vegetables) or through animals that ate plants (milk, eggs, fish). So the chemical energy in food is solar energy stored by plants. Chain: light (Sun) → chemical (plants, food) → mechanical and heat energy in our body.
3. Yes. Hydroelectric stations use water lifted up by the Sun's water cycle; wind farms use winds caused by the Sun heating the Earth unevenly; solar panels use sunlight directly; thermal stations burn coal, which formed from ancient plants that stored solar energy.
4. Petrol and diesel come from petroleum, formed over millions of years from the remains of ancient plants and tiny sea organisms. Their chemical energy was originally solar energy captured by those living things.

2. The hydroelectric power station (Fig 6.12, Table 6.5)

ഒരു ജലവൈദ്യുതനിലയത്തിന്റെ (hydroelectric power station) രേഖാചിത്രം ശ്രദ്ധിക്കൂ. – Look at the diagram of a hydroelectric power station (ജലവൈദ്യുതനിലയം). Water stored behind a dam in the reservoir (റിസർവോയർ / അണക്കെട്ട്) flows down a big pipe called the penstock (പെൻസ്റ്റോക്ക്), spins a turbine (ടർബൈൻ) and the turbine turns a generator (ജനറേറ്റർ).

🧪 Virtual lab: from the reservoir to your bulb

height of fall (head) m water flow m³/s

Each second, (flow × 1000) kg of water falls through the head h, so the energy released per second is mgh = 1000 × Q × 9.8 × h joules. A real station turns roughly 90 % of this into electrical energy (approx.); the rest becomes heat and sound in the turbines and pipes.

Textbook questions (pages 122–123)

ഇവിടെ റിസർവോയറിലെ ജലത്തിലുള്ള ഊർജം ഏതായിരിക്കും? – What energy does the water in the reservoir have?
അണക്കെട്ടിലുള്ള ജലത്തിന് ഈ സ്ഥിതികോർജം എങ്ങനെ ലഭിച്ചു? – How did the water in the dam get this potential energy?
താഴേക്ക് ജലം ഒഴുക്കിവിടുന്ന പൈപ്പിനെ പെൻസ്റ്റോക്ക് എന്നു പറയും. ഇതിലൂടെ ഒഴുകുന്ന ജലത്തിന്റെ ഊർജം ഏതായിരിക്കും? – The pipe that lets the water flow down is the penstock. What energy does the water flowing through it have?

1. Potential energy – due to its position, high above the power house.
2. From the Sun: the Sun's heat evaporates water from the sea and land; the vapour rises, forms clouds and falls as rain on the hills (the water cycle). Rivers carry it into the reservoir, high up behind the dam. So the Sun did the work of lifting the water – that is how the water gets "so much energy" (the question on page 107)! ഇപ്പോൾ മനസ്സിലായല്ലോ റിസർവോയറിലെ ജലത്തിന് എവിടെനിന്നാണ് ഊർജം ലഭിച്ചതെന്ന്.
3. Kinetic energy (it is moving fast) – together with its remaining potential energy, which keeps falling as it goes down. ഈ ഗതികോർജം ജനറേറ്റർ വൈദ്യുതോർജമാക്കി മാറ്റും. The generator changes this into electrical energy. Reservoirs store huge amounts of water, so they are a big source of energy.

ജലവൈദ്യുത നിലയത്തിലെ ജലത്തിന്റെ ഊർജം മുതൽ വീട്ടിലെ ഒരു ബൾബ് പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന ഊർജം വരെയുള്ള ഊർജമാറ്റത്തിന്റെ വിവരങ്ങൾ പൂർത്തിയാക്കൂ. – Complete the energy changes from the water in the station to a glowing bulb at home.

🧩 Table 6.5 – choose the energy at each stage

Water in the dam അണക്കെട്ടിലെ ജലം	Water flowing down താഴേക്കൊഴുകുന്ന ജലം	Turbine turning ജനറേറ്ററിലെ ടർബൈൻ കറങ്ങുമ്പോൾ	Generator working ജനറേറ്റർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ	Bulb glowing ബൾബ് പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ

🌴 Kerala connection – Idukki and Moolamattom (KSEB)

The chapter-opening picture is a dam in Kerala's hills. In the Idukki hydroelectric project, run by KSEB, water stored behind the Idukki arch dam on the Periyar travels through a tunnel and steep penstocks down to the underground Moolamattom power house, roughly 650 m lower (approx.). Six generators of 130 MW each give 780 MW in all – the largest hydroelectric station in Kerala. Press the 🌴 button in the lab to try these numbers.

⚠ Never go near a river below a dam or into a reservoir when the shutters may be opened – obey the alerts. At home, never touch switches or plugs with wet hands.

നമ്മുടെ വീടുകളിൽ ബൾബ് മാത്രമല്ലല്ലോ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഏതാനും വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങളുടെ പേരെഴുതൂ. – We use much more than bulbs at home. Name some electrical appliances: • motor (മോട്ടോർ) • fan • iron box • TV • mixer grinder • refrigerator • washing machine • LED bulb …

Q (page 123). ഇവയെല്ലാം ഒരേ നിരക്കിലാണോ വൈദ്യുതോർജം ഉപയോഗിക്കുന്നത്? – Do all of them use electrical energy at the same rate?

No. An iron box uses about 750–1000 J every second, an LED bulb only about 9 J every second. Why it matters: the rate at which energy is used (or work is done) is a new quantity – power, the next section.

3. Power – how fast is work done? (Table 6.6)

നമുക്ക് ഒരു പ്രവർത്തനം ചെയ്തുനോക്കാം. – Let us do an activity (പ്രവർത്തനം). Ten books are stacked on the floor. Four friends sitting next to each other in class take turns to lift the books one at a time and stack them on the table as fast as they can. Each one's time for all ten books is measured with a stopwatch and written in Table 6.6 (g = 10 m/s²).

⏱️ Virtual lab: the book-stacking race

mass of one book kg table height m

Table 6.6 – g = 10 m/s² (sample times)
No.	Name പേര്	Time t (s) സമയം	Total mass of books (kg)	Height h (m)	Work mgh (J)	Rate of work = work ÷ time (J/s)

⚠ Lifting from the floor: bend your knees, keep your back straight, and lift one book at a time.

Textbook questions (page 124)

എല്ലാ കുട്ടികളും ചെയ്ത പ്രവൃത്തിയുടെ അളവ് തുല്യമാണോ? – Did all the students do the same amount of work?
ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ പ്രവൃത്തി ചെയ്തത് ഏത് കുട്ടിയാണ്? – Who did the work fastest?
ഒരു സെക്കന്റിൽ കൂടുതൽ പ്രവൃത്തി ചെയ്തതാരാണ്? – Who did more work in one second?

1. Yes. Same books (5 kg), same height (0.75 m): W = mgh = 5 × 10 × 0.75 = 37.5 J for everyone.
2. The student who took the least time – in our race Anu (15 s).
3. Also Anu: 37.5 J ÷ 15 s = 2.5 J every second, more than Rahul (1.875), Fathima (1.5) and Joseph (1.25). ഒരു സെക്കന്റിൽ ചെയ്ത പ്രവൃത്തിയാണ് പവർ. – The work done in one second is the power.

⭐ Key idea (textbook page 124) – Power പവർ

യൂണിറ്റ് സമയത്തിൽ ചെയ്ത പ്രവൃത്തിയുടെ അളവാണ് പവർ. അഥവാ പ്രവൃത്തി ചെയ്യുന്നതിന്റെ നിരക്കാണ് പവർ.

Power is the work done in unit time, that is, the rate of doing work.

Power = worktime പവർ = പ്രവൃത്തി ÷ സമയം P = Wt

Unit of power = unit of work ÷ unit of time = J/s = watt (W) (വാട്ട്).

ജെയിംസ് വാട്ടിന്റെ സ്മരണാർഥം പവറിന്റെ SI യൂണിറ്റ് വാട്ട് (watt) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഇതിന്റെ സൂചകം W ആണ്. – The SI unit of power is named the watt, in memory of James Watt; its symbol is W. 1 W = 1 J/s. (Careful: the same letter W is also used for work in formulas – read the context.)

📚 James Watt (ജെയിംസ് വാട്ട്)

Country (ജന്മരാജ്യം): Scotland, Britain (ബ്രിട്ടനിലെ സ്കോട്ട്‌ലാന്റ്) · Lived (ജീവിത കാലഘട്ടം): 1736–1819

In 1764, while trying to repair a Newcomen engine, he went on to build a much more efficient steam engine.
Steam engines were then used only in mines; he found ways to use them much more widely.
For this he is regarded as a scientist who helped the Industrial Revolution that began in Europe.

📏 Bigger units (textbook page 125)

1 kilowatt: 1 kW = 10³ W = 1000 W

1 megawatt: 1 MW = 1000 kW = 10⁶ W = 10,00,000 W (ten lakh watts)

Vehicles and motors: horsepower (കുതിരശക്തി, HP) – 1 HP = 746 W

🔁 Power converter – W, kW, MW and HP

power

4. Power ratings at home

നാം വീടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏതാനും വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങളുടെ പേരും അവയിൽ രേഖപ്പെടുത്തിയ പവറും കണ്ടെത്തി എഴുതുക. – Find the power written on some appliances at home (look for a label or plate: "230 V, 750 W"). Typical values (approx.):

Appliance	Typical power (approx.)	Energy used in 1 hour	Energy changes
LED bulb	9 W	9 × 3600 = 32 400 J	electrical → light (+ a little heat)
ceiling fan	60 W	216 000 J	electrical → kinetic
television	100 W	360 000 J	electrical → light + sound
refrigerator	150 W	540 000 J	electrical → mechanical (compressor), heat moved out
mixer grinder	500 W	1 800 000 J	electrical → mechanical + sound
iron box	750–1000 W	2 700 000–3 600 000 J	electrical → heat
water pump motor	1 HP = 746 W	2 685 600 J	electrical → mechanical (PE of water in the tank)

💡 Extra – reading your KSEB bill

The "unit" on an electricity bill is a kilowatt hour (kWh): the energy used by a 1 kW appliance in 1 hour. 1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J. A 1000 W iron box used for 30 minutes uses ½ unit.

Q (page 125). ഒരു വൈദ്യുത ഇസ്തിരിപ്പെട്ടി 20 സെക്കൻഡിൽ 15 kJ പ്രവൃത്തി ചെയ്യുമെങ്കിൽ പവർ കണക്കാക്കുക. – An electric iron box does 15 kJ of work in 20 seconds. Calculate its power.

Change 15 kJ to joules first (× 1000), then P = W ÷ t.

🎬 Solution in exam layout – the iron box

Answer: W = 15 kJ = 15 000 J, t = 20 s; P = W ÷ t = 15 000 ÷ 20 = 750 W. More: page 11 ▶

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

📄 Idukki Hydro Electric Project - KSEB Kerala State Electricity Board
Kerala's biggest power station: water stored high up in Idukki turns turbines at Moolamattom.
📄 Hydroelectric stations - Reservoir details - KSEB Kerala State Electricity Board
Table of Kerala's dams and reservoirs that store water's potential energy for electricity.
📄 How Hydropower Works U.S. Department of Energy
Diagram of a dam, penstock, turbine and generator - from falling water to electricity.
📄 Hydropower (Energy Kids) U.S. Energy Information Administration (Energy Kids)
Kid-friendly page on how moving water's energy becomes electrical energy.
📄 Where Does the Sun's Energy Come From? NASA Space Place
The Sun is the source of almost all energy on Earth - here is where its energy comes from.
📄 Power The Physics Classroom
Power = work / time; a fast climber and a slow one do the same work but with different power.
📄 Power - Energy Education Energy Education (University of Calgary)
Power is the rate of using energy, measured in watts (joules per second).
📄 Horsepower - Energy Education Energy Education (University of Calgary)
Where the 'horsepower' unit came from and why 1 hp is about 746 W.

5. Check yourself

🧭 Summary

The Sun is the main source of energy on Earth: food, fuels, wind, hydro and solar electricity all trace back to it.
Hydroelectric station: water in the dam (PE) → flowing down the penstock (KE and PE) → turbine (mechanical) → generator (electrical) → bulb (light and heat). The Sun's water cycle lifts the water.
Power = rate of doing work: P = W/t; unit J/s = watt (W). 1 kW = 10³ W; 1 MW = 10⁶ W; 1 HP = 746 W.
Book race: 37.5 J in 15 s → 2.5 W. Iron box: 15 kJ in 20 s → 750 W.

Next: In-text questions – full solutions ▶