בספר “חוקרים אנרגיה: תהליכים ומערכות” אנו מעמיקים את הבנת המושג “אנרגיה” שעסקנו בו בשנים קודמות, ומכירים גם את אנרגיית הקרינה ואת האנרגיה הגרעינית. בספר מודגשים הצדדים האיכותניים כמו אלה החישוביים של נושאי הלימוד, והוא מלווה בתרגילים רבים ובבעיות מגוונות. כמו כן ישנן הצעות רבות לניסויים ולהדגמות, לבעיות חקר ולפעילויות מבוססות גיליון אלקטרוני, ונעשה שימוש שיטתי במיומנויות למידה חשובות שיידרשו בהמשך כיתות הגבוהות יותר.
הפרק העוסק באנרגיית גובה מתמקד ברובו בניסוי ג'ול, המאפשר לקבוע כי הפחת באנרגיית גובה מתרחש בד בבד עם עליית הטמפרטורה של נוזל בתוך קלורימטר. בפרק זה מנתחים את הגורמים העשויים להשפיע עם השינוי באנרגיית הגובה של גוף נופל ומסיקים (כמותית) כי שינוי זה תלוי הן במשקלו של הגוף והן בגובה שממנו הוא נופל.
הפרק העוסק באנרגיית תנועה מתייחס להיבטים איכותניים וכמותיים של אנרגיית התנועה והשינויים בה. מנתחים תופעות כמו בלימה של גלגל אופניים, הדלקת אש בשיטה עתיקה (באמצעות חיכוך) ונעיצת מסמר בקיר באמצעות פטיש. לאחר מכן עוסקים בעקרון שימור האנרגיה המכנית, ולומדים לבצע חישובים הקשורים בעיקרון זה.
סוג האנרגיה הבא הוא אנרגיה תרמית. נשאל את השאלה מהו “חום” וניחשף להסברים שונים, מאריסטו ועד ימנו. לאחר מכן נלמדת את המשמעות המדעית של המונחים “גופים חמים” ו”גופים קרים”, והתלמידים יערכו ניסוי למדידת הטמפרטורה של שני גופים בטמפרטורות שונות – כפונקציה של הזמן. בהמשך נעסוק במושג מודל, וכדי להדגים זאת נתעמק במודל הקלוריק לעומת המודל המולקולרי קינטי של החומר – על מנת להבין את השינויים בטמפרטורה של גופים הבאים במגע.
הפרק העוסק באנרגיה חשמלית פותח בתיאור המבנה החשמלי של החומר ובכוחות בין מטענים חשמליים. לנושאים אלו מתלווה דיון על מבדדים ועל מוליכים ולאחר מכן עוסקים בעוצמת הזרם החשמלי וביחידת המטען החשמלי. הפעילות בחלקו השני של הפרק עוסקת במקורות חשמל, ונערך דיון באופן שבו פועל המקור במעגל החשמלי, בחוק אום ובאנרגיה החשמלית.
הפרק העוסק בהספק ונצילות פותח בפעילות מבוססת-ניסוי ובה יחממו התלמידים מים בקומקום חשמלי. על פי תוצאות הניסוי מודדים התלמידים את הזמן הנדרש לרתיחת המים ומחשבים את האנרגיה המופקת מכל קומקום. מכאן נסללת הדרך להגדרת מושג ההספק ומושג הנצילות. בשלב הבא מנתחים באמצעות גרף, נתונים המצביעים על הקשר בין תוספת האנרגיה של מים בקומקום חשמלי למשך החימום.
הפרק הדן באנרגיית הקרינה חותם את הספר. בפתיחה נסקרות תכונות שונות של האור. שואלים מה קורה לאור המבצע אינטראקציה עם חומר, מבחינים בין גופים אטומים לגופים שקופים ומציגים את המושג “קרן”. בהמשך שואלים מהי מהירותו של האור ומוזכרות שתי שיטות למדידתה, זו של גלילאו וזו של רומר. חלקו השני של הפרק עוסק בקשר בין אור לאנרגיה. כמבוא לשאלה מהו אור דנים בתופעות שונות, כמו חימום הקרקע על ידי אור השמש ויצירת זרם חשמלי על ידי אור, וכן בתופעת הנפיצה של האור הלבן במנסרה משולשת ובתופעת הקשת בענן. בהמשך מציגים את מודל הגלים של האור, ומסיימים בתיאור משפחת הגלים האלקטרו-מגנטיים ובסקירת ההבדלים בין הגלים השונים.
