تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية - فيزياء 2 - ثاني ثانوي

6-2- تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية Changes of State & the Laws of Thermodynamics الأهداف • تعرف الحرارة الكامنة اللانصهار. استخدم صانعو المحرك البخاري في القرن الثامن عشر الحرارة لتحويل الماء الساخن إلى بخار، حيث يدفع البخار المكبس لتشغيل المحرك، ثم ييرد البخار، ويتكثف فيصبح سائلاً مرة أخرى إن إمداد الماء السائل بكمية من الطاقة الحرارية لا يغير درجة حرارته تعرف الحرارة الكامنة للتبخر. فقط، بل يغير بنيته التركيبية أيضًا - ولكن دون تغيير البنية الجزيئية. وستعلم أن تغير تعرف القانونين الأول والثاني في الديناميكا الحرارية. حالة المادة يعني تغير الشكل، والطريقة التي تخزن بها الذرات الطاقة الحرارية. تميز بين الحرارة والشعل تعرف الإنتروبي. المفردات تغير حالة المادة Changes of State الحرارة الكامنة للانصهار إن الحالات الثلاث الأكثر شيوعا للمادة هي: الصلبة، والسائلة، والغازية، حيث تتغير حالة الحرارة الكامنة للشحر المادة الصلبة إلى السائلة عند رفع درجة حرارتها، وتصبح غازا عند درجات حرارة أعلى. القانون الأول في الديناميكا الحرارية المحرك الحراري الإنة وبي الحرارية فكيف يمكن تفسير هذه التغيرات؟ افترض أن مادة ما في الحالة الصلبة اكتسبت كمية من الطاقة الحرارية؛ فما التغير الذي سيطرأ عليها ؟ تزداد حركة جزيئاتها، كما تزداد درجة حرارتها. يبين الشكل 10 تمثيلا بيانياً لتغيرات حالة المادة عند تزويد 18 من الماء بطاقة حرارية القانون الثاني في الديناميكا بدءا من درجة حرارة 243K ( جليد) حتى تصل درجة الحرارة إلى ما يزيد على 373K (بخار). لقد سُخن الجليد بين النقطتين A و B حتى أصبحت درجة حرارته 273K، وعند نقطة معينة فإن الطاقة الحرارية المكتسبة تجعل جزيئات الماء تتحرك بسرعة كافية، للتغلب على القوى التي تعمل على تثبيت الجزيئات وتبقى الجزيئات يلامس بعضها بعضا، ولكنها تملك حرية حركة أكثر، وبازدياد الطاقة الحرارية المكتسبة تصبح الجزيئات أخيرا فاز ثلاثة علماء بريطانيين بجائزة حرة على نحو كاف لتنزلق مبتعدا بعضها عن بعض. نوبل في الفيزياء لعام 2016 تقديرا لأبحاثهم حول المادة التي أتاحت إحراز تقدم في الفهم النظري للأسرار الغامضة للمادة و فتحت أفاقا جديدة في تطوير مواد مبتكرة. الشكل --10-6 تمثيل بياني للعلاقة بين درجة الحرارة وكمية h المكتسبة عندما يتحول 18 من الجليد إلى بخار، لاحظ أن المحور الأفقي منفصل بين النقطتين D و E، إشارة إلى تغير مقياس الرسم بين النقطتين. D C بخار بخار ماء ا ماء + جليد 813.7 3073 كمية الحرارة (ل) 395.7 61.7 373 323 B 273 درجة الحرارة (1) 178 وزارة التغليط

درجة الانصهار تتغير المادة عند هذه الدرجة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، وتسمى درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا التغير درجة انصهار المادة في أثناء انصهار المادة تعمل الطاقة الحرارية المكتبة كلها على التغلب على القوى التي تربط الجزيئات بعضها ببعض في الحالة الصلبة، ولكنها لا تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات. وهذا يمكن مشاهدته بين النقطتين B و C في الشكل 10، حيث تؤدي الطاقة الحرارية المكتسبة إلى انصهار الجليد عند درجة الحرارة الثابتة 273. ولأن الطاقة الحركية للجزيئات لا تزداد بين النقطتين B و C فإن درجة الحرارة لا تزداد بينهما أيضًا، بل تبقى ثابتة. درجة الغليان عندما تنصهر المادة الصلبة تماما تتلاشى القوى التي تثبت الجزيئات في الحالة الصلبة، ويؤدي اكتساب المادة للمزيد من الطاقة الحرارية إلى زيادة طاقة حركة الجزيئات، وارتفاع درجة حرارة المسائل. وتحدث هذه العملية على المخطط بين النقطتين C و D ، ومع زيادة درجة الحرارة أكثر من ذلك، يكون لبعض الجزيئات في السائل طاقة كافية لتتحرر من الجزيئات الأخرى، وعند درجة حرارة محددة تعرف بدرجة الغليان تؤدي أي زيادة في الطاقة الحرارية إلى تغير حالة المادة إلى حالة أخرى. وكل الطاقة الحرارية المكتسبة تغير حالة المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. الانصهار تحرية تبقى درجة الحرارة ثابتة عندما يغلي السائل كما هو الحال تماما في حالة الانصهار. ويمثل هذا الانتقال بين النقطتين D و E في الشكل 10-6. وبعدما تتحول المادة كليًّا إلى غاز، فإن 1. ضع إشارة A واشارة B على أي زيادة في الطاقة الحرارية مجددًا، تزيد من حركة الجزيئات، وترفع درجة الحرارة أعلى من كأسين مصنوعتين من مادة النقطة ، فيسخن بخار الماء عند درجات حرارة أعلى من 6 373 جيدة العزل (مثل كؤوس الاستعمال لمرة واحدة المصنعة الحرارة الكامنة للانصهار (1) تسمى كمية الطاقة الحرارية اللازمة لانصهار 1kg من مادة من الفلين الصناعي). ما بالحرارة الكامنة للانصهار هذه المادة. فعلى سبيل المثال الحرارة الكامنة لانصهار الجليد 2. اسكب في كل كأس ml 75 من هي 3.34x101 kg فإذا اكب 12 من الجليد عند درجة حرارة الانصهار 273K، الماء عند درجة حرارة الغرفة ما مقداره 1 10×3.34 من الطاقة الحرارية فسيتحول الجليد إلى 1 من الماء عند درجة وامسح أي ماء منسكب الحرارة نفسها؛ حيث تسبب الطاقة الحرارية المكتسبة تغيرا في الحالة وليس تغيرا في درجة 3. ضع مكعب جليد في الكأس وماء عند درجة التجمد في الكأس B حتى يتساوى مستوى الماء في الكاسين الحرارة. وتصرف هذه الطاقة في إبعاد الجزيئات بعضها عن بعض دون زيادة في سرعتها. ويمثل الخط الأفقي بين النقطتين B و C في الشكل 10- الحرارة الكامنة للانصهار. الحرارة الكامنة للتبخر 11 يغلي الماء عند درجة حرارة 373K عند الضغط الجوي العادي. .4 في درجة حرارة الماء في كل و تسمى كمية الطاقة الحرارية اللازمة لتبخير 1kg من السائل بالحرارة الكامنة للتبخر. كأس، وكرر القياس بعد كل فالحرارة الكامنة لتبخر الماء مثلاً تساوي 10kg×2.26 ويمثل الخط بين النقطتين D دقيقة حتى ينصهر الثلج 5 سجل درجات الحرارة في جدول و E في الشكل 10- الحرارة الكامنة للتبخر. ولكل مادة حرارة كامنة للتبخر خاصة بها. ويوجد بين النقطتين A و B ميل واضح للخط مع ارتفاع درجة الحرارة. البيانات. ومنها بيانيا. التحليل والاستنتاج 6. هل تصل العينتان الى درجة الحرارة النهائية نفسها وللذا؟ 179 Pilic غلط

المادة الجدول 62 الحرارة الكامنة للانصهار والتبخر لبعض المواد الشائعة الحرارة الكامنة للانصهار الحرارة الكامنة للتبخر النحاس الزنيق الذهب الميلانول الحديد الفضة الرساس الماء ( الجليد ) (kg) 5.07 x 1.0 2.05 x 10 2.72 x 10° 1.15 × 10 1.64 x 10° 6.30 x 10' 8.78 × 1.0° 109 × 10 6.29 x 10° 2.66 x 10 2.36 x 10° 1.04 x 10³ 8.64 x 105 2.26 x 10% 2.04 x 10' 3.34 × 10 الحلة عملية ويمثل هذا الميل مقلوب الحرارة النوعية للجليد. في حين يمثل الميل بين النقطتين C وD مقلوب الحرارة النوعية للماء، كما يمثل الميل بعد النقطة B مقلوب الحزارة النوعية للبخار لاحظ أن ميل الخلط في حالة الماء أقل من ميله في حالتي الجليد والبخار. وهذا عائد إلى أن للماء حرارة نوعية أكبر مما للجليد والبخار، ويعبر عن كمية الحرارة ) اللازمة لصهر كتلة من المادة الصلبة بالمعادلة الآتية: كمية الحرارة اللازمة لصهر الكتلة الصلبة Q = mil كمية الحرارة اللازمة لصهر كتلة ما تساوي مقدار تلك الكتلة، مضروبة في الحرارة الكامنة لانصهار مادتها. ما مقدار الطاقة اللازمة الصهر الجليد ؟ رجع إلى مكيل التجارب الصليبية على منطبة عين الأثر المية كما يعبر عن كمية الحرارة Q اللازمة لتبخير كتلة m من السائل بالمعادلة الآتية: كمية الحرارة اللازمة التبخير السائل Q = m Hy كمية الحرارة اللازمة لتبخير سائل ما تساوي كتلة السائل، مضروبة في الحرارة الكامنة التبخير مادثه . وعندما يتجمد السائل، فإنه يفقد كمية من حرارته تساوي Q = ml وهي الطاقة التي يفقدها ليتحول إلى الحالة الصلبة. وتشير الإشارة السالبة إلى أن الحرارة تنتقل من المادة إلى المحيط الخارجي. وبالطريقة نفسها، عندما يتكثف بخار إلى سائل، فإنه يفقد كمية من الحرارة - = . وبين الجدول - بعض قيم الحرارة الكامنة للانصهار بال والحرارة الكامنة للتبخر 18 لبعض المواد. =- 180 دارة التعلم

فقط مثال 3 الحرارة افترض أنك تخيم في الجبال، ونحتاج إلى صهر 1.5 من الجليد عند درجة الحرارة C 0.0 وتسخينه إلى درجة حرارة 20.00 لصنع شراب ساخن فيا مقدار كمية الحرارة التي يتطلبها ذلك؟ تحليل المسألة ورسمها ارسم العلاقة بين الحرارة والماء في كل من حالتيه الصلبة والسائلة. دارسم المتقال الحرارة مع ازدياد درجة حرارة الماء. المعلوم المجهول جليد 1.5 kg H 7₁ = 70.0C T₁ = 0.0C Q-mil عية العلم ? m= 1.50 kg 11 = 3:34 × 10 ]/kg T, 70.0 °C. T, 0.0°C = C=4180 J/kg 'C إيجاد الكمية المجهولة احسب كمية الحرارة اللازمة لصهر الجليد. = (1.50 kg) (3.34 x 10'1/kg) = 5.01 x 10"] mo-150 kg 1-11 g = 5.01 x 10 kj AT = T - T = 70.0 °C -0.0°C = 70.0 °C احسب تغير درجة الحرارة. الحسب كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة الماء =(1.50kg) (418UJ/kg. C)(70.0 C) -30 3T = 70.0 0-412 = 4.39 x 10 = 4.39 x 10 kJ QQ احب كمية الحرارة الكلية اللازمة. = 5.01 × 10 k[ + 4.339 × 10 kJ 9.40 x 10 kJ X = k تقويم الجواب هل الوحدات صحيحة وحدات الطاقة هي الجول. هل تدل الإشارة على شيء ؟ موجبة عندما تكون الحرارة مختصة. هل الجواب منطقي؟ إن كمية الحرارة اللازمة لصهر الجليد أكبر من كمية الحرارة اللازمة لزيادة درجة حرارة الماء إلى C 70.0؛ إذ يتطلب التغلب على القوى التي تبقي الجزيئات في الحالة الصلبة طاقة أكبر من تلك التي تحتاج إليها ترفع درجة حرارة الماء 181 دارد

مسائل تدريبة 19. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لتحويل كتلة من الجليد مقدارها g 10×1.00 ودرجة حرارتها C 20.0 - إلى ماء درجة حرارته 0.0C 20. إذا سخنت عينة ماء كتلتها x 10 g 200 ودرجة حرارتها C 60.0 فأصبحت بخارا درجة حرارته 140.00، فما - مقدار كمية الحرارة الممتصة ؟ .21 أحسب كمية الحرارة اللازمة لتحويل 3.000 من جليد درجة حرارته 30.0 إلى بخار ماء درجة حرارته القانون الأول في الديناميكا الحرارية The First Law of Thermodynamics لقد اعتبرت دراسة الحرارة ودرجة الحرارة علما مستقلا قبل فهم الارتباط بين الطاقة الحرارية وحركة الذرات. وكان القانون الأول بمثابة صيغة حول ماهية الطاقة الحرارية وكيفية انتقالها وكما تعرف، فإنك تستطيع تسخين مسمار بوضعه فوق طب أو طرقه بمطرقة. أي أنك تستطيع زيادة الطاقة الحرارية للمسمار إما بإضافة حرارة أو ببذل شغل عليه. ومن الجدير بالذكر أن المسمار يبذل شغلاً على المطرقة، لذا فإن الشغل المبذول بفعل المسمار على المطرقة ياوي سالب الشغل الذي تبذله المطرقة على المسمار. وينص القانون الأول في الديناميكا الحرارية على أن التغير في الطاقة الحرارية 40 الجسم ما يساوي كمية الجزارة ) المضافة إلى الجسم مطروحًا منها الشغل W الذي يبذله الجسم، لاحظ أن الكميات كلها W AU Q مقيسة بوحدات الطاقة وهي الجول.. القانون الأول في الديناميكا الحرارية AU=Q-W التغير في الطاقة الحرارية الجسم ما يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إلى الجسم مطروحا منه الشغل الذي يبذله الجسم. تتضمن الديناميكا الحرارية دراسة التغيرات في الخصائص الحرارية للمادة أيضا. ويُعد القانون الأول في الديناميكا الحرارية عادة صياغة أخرى لقانون حفظ الطاقة، والذي ينص على أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث، وإنها تتغير من شكل إلى آخر. ومن الأمثلة الأخرى على تغير كمية الطاقة الحرارية في نظام ماء المضخة البدوية المستخدمة في تفخ إطار الدراجة الهوائية؛ فعندما يقوم شخص بضغط المضخة فإن الهواء وأسطوانة المضخة يصبحان دافئين؛ حيث تتحول الطاقة الميكانيكية في المكبس المتحرك إلى طاقة حرارية للغاز. وبالمثل، فإن أشكالاً أخرى من الطاقة يمكن أن تتحول إلى طاقة حرارية ومنها الضوء والصوت والطاقة الكهربائية. فعلى سبيل المثال، تحول المحمصة الطاقة الكهربائية إلى حرارة عندما تحمص الخبز، وتدفى الشمس الأرض عن طريق الضوء جزء بعد أكثر من 150 مليون كيلومتر. وزارة التعلم $130.0 °C 182

المحركات الحرارية إنّ الدفء الذي تشعر به عندما تفرك يديك إحداهما بالأخرى هو نتيجة تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية، ويحدث التحول من الطاقة الميكانيكية إلى W مستودع ساخن عند 1 الطاقة الحرارية بسهولة ويسر. أما العملية العكسية، وهي تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة میکكانيكية، فتكون أكثر صعوبة. ويعد المحرك الحراري أداة ذات قدرة على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية بصورة مستمرة. يتطلب المحرك الحراري مصدرًا ذا درجة حرارة مرتفعة لامتصاص الحرارة منه؛ و مستقبلاً ذا درجة حرارة منخفضة يمتص الحرارة ويسمى المصرف. كما يحتاج أيضًا إلى طريقة لتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل يوضح الشكل -11-6 رسما تخطيطيا لمحرك Q Q = ۱۷ - حراري، وهو محرك احتراق داخلي، حيث يشتعل فيه بخار الجازولين المخلوط بالهواء مستودع ياره عند 1 لإنتاج شعلة ذات درجة حرارة مرتفعة. وتتدفق الحرارة (Q)، من اللهب إلى الهواء محرك حراري الشكل 11-6 محرك حرازي الموجود في الأسطوانة، ثم يتمدد الهواء ويدفع المكبس محولاً بذلك الطاقة الحرارية إلى يحول الحرارة عند درجة الحرارة طاقة ميكانيكية. وللحصول على طاقة ميكانيكية مستمرة، فإن المحرك يجب أن يعود إلى المرتفعة إلى طاقة ميكانيكية وإلى وضعه الابتدائي، حيث يطرد الهواء الحار ويحل محله هواء جديد، ويعود المكبس إلى أعلى حرارة ضائعة عند درجة حرارة الأسطوانة كما يبين الشكل 612 منخفضة العادم شمعة الاشتعال TILLE الى العادم القدرة الإشعال الضغط الإدخال الهواء وبخار الجازولين المكيس الشكل -12-6 تعمل الحرارة الناتجة بفعل اختراق الجازولين على تمدد الغازات الناتجة وبذل قوة وشغل على المكبس. وتتكرر هذه الدورة عدة مرات كل دقيقة. وتتحول الطاقة الحرارية من احتراق الجازولين إلى طاقة ميكانيكية، ولذا تتحرك السيارة. لا تتحول جميع الطاقة الحرارية الناتجة عن الاشتعال في محرك السيارة إلى طاقة ميكانيكية، فعندما يشتغل المحرك تصبح الغازات الناتجة في العادم وأجزاء المحرك ساخنة، وينقل العادم الحرارة إلى الهواء الخارجي الملامس له، فترتفع درجة حرارة الهواء الخارجي، كما تنتقل الحرارة من المحرك إلى المبرد فيمر الهواء الخارجي خلال المبرد، مما يرفع درجة حرارته أيضا. وتسمى الطاقة المنتقلة إلى خارج محرك المركبة بالحرارة الضائعة (Q)، وهي الحرارة غير المتحولة إلى شغل. فعندما يعمل المحرك بصورة دائمة فإن الطاقة الداخلية وار 183 ملط

مستودع ساخن عند 1 W مبردة Qu Q₁ =W+QL Qu مستودع بارد هر 1 للمحرك لا تتغير، أو U = 1 = Q - W . ومحصلة كمية الحرارة التي تدخل المحرك هي Q = Q - Q؛ لذا يكون الشغل الذي يبذله المحرك هو W = QQ, وتولد جميع المحركات الحرارية حرارة ضائعة (مفقودة)، ولذا لا يوجد محرك يحول الطاقة كلها إلى شغل أو حركة نافعة. الكفاءة يتحدث المهندسون وبائعو السيارات عن كفاءة استهلاك الوقود في محركات المركبات، حيث يشيرون إلى كمية الحرارة الداخلة ، التي تتحول إلى شغل نافع .W ويعبر عن الكفاءة الفعلية للمحرك بالنسبة /W. ومن الممكن أن تساوي الكفاءة منة في المئة إذا تحولت الحرارة الداخلة كلها إلى شغل بفعل المحرك، ولكن بسبب وجود حرارة مفقودة دائماء لا تصل كفاءة أغلب المحركات - حتى إن كانت ذات كفاءة عالية - إلى منة في المئة. تعمل بعض المحركات بالطاقة الشمسية فتجمع الحرارة في المجمعات الشمسية عند درجة حرارة عالية ، ثم تستخدم لتشغيل المحركات، حيث تنتقل الطاقة الشمسية في صورة موجات كهرومغناطيسية تعمل على زيادة الطاقة الداخلية للمجمعات الشمسية، ثم تنتقل هذه الطاقة في صورة حرارة إلى المحرك الذي يعمل على تحويلها إلى شغل نافع وحرارة مفقودة. المبردات ( الثلاجات ) تتدفق الحرارة تلقائيا من الجسم الساخن إلى الجسم البارد. وعلى الرغم من ذلك، فإنه يمكن انتزاع الطاقة الحرارية من ! الأبرد وإضافتها إلى الجسم الأسخن ببذل شغل معين. ويعد المبرد مثالاً على الآلة التي تحقق هذا الانتقال باستخدام شغل ميكانيكي؛ حيث تعمل الطاقة الكهربائية على تشغيل محرك، فيبذل المحرك شغلاً على الغاز فيضغطه. يعبر الغاز الذي ينقل الحرارة من داخل المبرد ( الثلاجة) عن طريق الضاغط إلى ملفات التكثيف الموجودة خارج المبرد (خلف الثلاجة)، حيث يبرد متحولاً إلى سائل، وتنتقل الطاقة الحرارية المفقودة بسبب إسالة الغاز إلى الهواء الموجود في الغرفة، ثم يعود السائل إلى داخل الثلاجة، فيتبخر بعد أن يمتص الطاقة الحرارية مما يحيط به أي من داخل الثلاجة) الشكل 613 يمتص المبرد ثم ينتقل بعد ذلك إلى الضاغط، وتتكرر هذه العملية، ويكون التغير الكلي في الطاقة الحرارة من المستودع البارد الحرارية للغاز يساوي صفرًا؛ لذا واستنادًا إلى القانون الأول في الديناميكا الحرارية، فإن ويبعت الحرارة إلى المستودع مجموع الطاقة المأخوذة من محتويات المبردة والشغل المبذول بفعل المحرك يساوي الحرارة الساخن بيدل شغل W على المبرد. المنبعثة، كما يبين الشكل 613 المضخات الحرارية إن المضخة الحرارية عبارة عن مبرد يعمل في اتجاهين، فتنتزع المضخة في الصيف الحرارة من المنزل، ولذا يبرد المنزل. أما في الشتاء فتنتزع الحرارة من الهواء البارد الذي في الخارج وتنقلها إلى داخل المنزل لتدفئته، وفي كلتا الحالتين، يتطلب ذلك طاقة ميكانيكية لنقل الحرارة من الجسم الأبرد إلى الجسم الأدفاً. 184 وزارة التضليط

مسائل تدريبية 22 يمتص بالون غاز 751 من الحرارة. فإذا تمدد هذا البالون وبقي عند درجة الحرارة نفسها، فما مقدار الشغل الذي بذله | البالون في أثناء تمدده ؟ 23 يثقب مثقب كهربائي فجوة صغيرة في قالب من الألومنيوم كتك 0.40kg فيسخن الألومنيوم بمقدار 5.0C، ما مقدار الشغل الذي بذله المثقب ؟ 24 كم مرة يتعين عليك إسقاط كبس من الرصاص كتلته 0.50 من ارتفاع 1.5 لتسخين الرصاص بمقدار C 1.0؟ | 25. عندما تحرك كوبا من الشاي، تبذل شغلاً مقداره 1 0.05 في كل مرة تحرك فيها الملعقة بصورة دائرية. كم مرة يجب أن تحرك الملعقة لترفع درجة حرارة كوب الشاي الذي كتلته 2015 بمقدار 2.0 (بإهمال زجاج الكوب) 26. كيف يمكن استخدام القانون الأول في الديناميكا الحرارية لشرح كيفية تخفيض درجة حرارة جسم ما؟ القانون الثاني في الديناميكا الحرارية The Second Law of Thermodynamics هناك العديد من العمليات التي تتفق مع القانون الأول في الديناميكا الحرارية، ولكن بعضها لم تشاهد وهي تحدث تلقائيا. فعلى سبيل المثال، لا يحظر القانون الأول في الديناميكا الحرارية تدفق الحرارة من الجسم البارد إلى الجسم الساخن، ومع ذلك لم يحدث أن أصبحت الأجسام الساخنة أكثر سخونة عند وضعها ملامسة لأجسام باردة، وبالمثل لم تصبح الأجسام الباردة أكثر برودة عند ملامستها لأجسام ساخنة، انظر الشكل 14-6 . الانتروبي إذا حولت الآلات الحرارية الطاقة الحرارية بشكل كامل إلى طاقة ميكانيكية دون أي حرارة ضائعة (مفقودة) فإن القانون الأول في الديناميكا الحرارية يكون قد تحقق. عمليات تتفق مع القانون الأول في الديناميكا الحرارية ولكن لا تحدث تلقائيا. جار یارد الآلة الحرارية الزمن Gy = W عمليات تحدث تلقائيا. الآلة الحرارية دارد Q = W + Q الشكل 614 العديد من العمليات التي تحقق القانون الأول في الديناميكا الحرارية لا تحدث تلقاليا، في حين تحقق العمليات التلقانية كلا القانونين الأول والثانية الديناميكا الحرارية. 185 فليط

. مسألة تحفيز إلا أن الحرارة الضائعة تتولد دائما، ولا تشاهد جزيئات الغاز الموزعة عشوائيا ترتب نفسها تلقائيا في أنماط معينة. وقد درس المهندس الفرنسي سادي كارنو قدرة الآلات على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية في القرن التاسع عشر، حيث قدم إثباتًا منطقيا على أن الآلات كلها - حتى المثالية منها - ستولد بعض الحرارة الضائعة (المفقودة). وتوصف نتيجة كاربو على نحو أفضل بدلالة كمية تُسمّى الإنتروبي، وهي عبارة عن قياس العدم الانتظام (الفرصى) في النظام. عندما تسقط كرة يبول بفعل الجاذبية الأرضية، يكون لها طاقة وضع، وطاقة حركية تؤديان إلى إنجاز .شغل. إلا أنه عندما تسقط الكرة خلال الهواء تصطدم بالعديد من جزيئات الهواء التي تمتص بعضًا من طاقة الكرة. وهذا يؤدي إلى تحرك جزيئات الهواء في اتجاهات، وسرعات عشوائية، حيث تؤدي الطاقة المكتبة من الكرة إلى زيادة الفوضى بين الجزيئات. فكلما كان مدى سرعة الجزيئات أكبر كان عدم الانتظام (الفوضى) أكبر، والذي يزيد بدوره الإنتروبي، ومن المستبعد جدا أن تعود الجزيئات التي اضطربت، وتشتتت في جميع الاتجاهات إلى وضعها السابق معا، مانحةً بذلك طاقاتها للكرة ومسببة ارتفاعها عن سطح الأرض. ان الإنتروبي محتوى داخل الجسم مثله في ذلك مثل الطاقة الحرارية، وعند إضافة حرارة إلى الجسم، فإن الإنتروبي يزداد، وإذا انتزعت حرارة من الجسم فإن الإنتروبي ينقص، أما إذا بذل الجسم شغلاً دون أن تتغير درجة الحرارة فإن الإنتروبي لا يتغير ما دام الاحتكاك مهملاً. ويعبر عن التغير في الإنتروبي AS بالمعادلة الآتية (حيث تكون وحدة الإنتروبي هي وتكون درجات الحرارة مقيسة بالكلفن) التغير في الإنتروبي AS= التغير في الإنتروبي الجسم ما يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إلى الجسم مقسومة على درجة حرارة الجسم بالكلفن. للإنتروبي بعض الخصائص المدهشة. قارن بين الحالات الآتية، ووضح أوجه الاختلاف بين هذه التغيرات للإنتروبي معللا ذلك. 1. تسخين kg من الماء من 273 إلى 274. 2 تسخين من الماء من 353 إلى 354K 3. صهر 1kg من الجليد بشكل كامل عند 273K 4 تسخين 1kg من الرصاص من 6 273 إلى 274. - 1 186 دارة التعليم

ينص القانون الثاني في الديناميكا الحرارية على أن العمليات الطبيعية تجري في اتجاه المحافظة على الإنتروبي الكلي للكون أو زيادته، أي أن الأشياء كلها ستصبح أكثر عشوائية، وأقل انتظاما ما لم يتخذ إجراء معين يحافظ على انتظامها وترتيبها. ويمكن التفكير في زيادة الإنتروبي، وفي القانون الثاني في الديناميكا الحرارية على أنهما عبارات تصف احتمال وقوع الأحداث، ويبين الشكل 15 زيادة الإنتروبي؛ حيث كانت جزيئات صبغة الطعام منفصلة عن الماء في بداية الأمر، ثم أصبحت مختلطة بجزيئات الماء بعد فترة زمنية. من جهة أخرى، يوضح الشكل 16- مثالاً على قانون الديناميكا الحرارية الثاني، الذي قد يكون مألوفا للعديد من الطلاب. الشكل 15-6 بعد الاختلاط التلقائي لصبغة الطعام بالماء مثالاً على القانون الثاني في الديناميكا الحرارية. الشكل 16-6 يصل الإنتروبي تلقائيا إلى قيمة كبيرة إذا لم يبذل شغل على النظام يتوقع من خلال القانون الثاني في الديناميكا الحرارية أن الحرارة تنتقل تلقائيا من الجسم الساخن إلى الجسم البارد فقط. افترض وجود قضيب حديدي ساخن وكأس ماء بارد فسيكون متوسط سرعة حركة جزيئات الحديد كبيرا جدا، في حين أن متوسط سرعة حركة جزيئات الماء أقل منه في الحديد. وعند وضع القضيب في الماء والوصول إلى حالة الاتزان الحراري، فإن متوسط الطاقة الحركية للجزيئات في الحديد والماء تصبح متماثلة. وفي هذه الحالة فإن عددًا كبيرا من الجزيئات، أصبحت حركتها العشوائية أكبر مما كانت عليه في البداية، وهذه الحالة النهائية تكون أقل ترتيباً من الحالة الابتدائية، ولا تبقى الجزيئات السريعة مقتصرة على الحديد فحسب، كما لم تعد الجزيئات الأبطأ مقتصرة على الماء فقط إذ إن السرعات جميعها موزعة بانتظام. ويكون الإنتروبي للحالة النهائية أكبر منه للحالة الابتدائية. مخالفات القانون الثاني إننا نعتبر العديد من الأحداث اليومية التي تحدث تلقائيا، أو طبيعيا، في اتجاه واحد من الأمور البديهية؛ وسوف نندهش إذا وقعت الأحداث نفسها بشكل معكوس تلقائيا. فمثلاً، لن تندهش عندما تُسخن ملعقة معدنية من أحد طرفيها، فتصبح ساخنة بأكملها بانتظام. ولكن تخيل ردة فعلك، إذا كانت لديك ملعقة مستقرة على طاولة، وفجأة أصبح أحد طرفيها ساخنا ومحمرًا، والطرف الآخر متجمد! وباردا! وزاري 187 مليط

وإذا غصت في بركة سباحة فسوف تتوقع بديهيا أنك ستدفع جزيئات الماء بعيدا عند دخولك إلى الماء، ولكنك ستندهش إذا عملت الجزيئات كلها على قذفك تلقائياً إلى منصة الغطس. لن يخالف أي من هذه العمليات الافتراضية المعكوسة القانون الأول في الديناميكا الحرارية. وتعد ببساطة أمثلة على الأحداث التي لا تحدث ولا حصر لها؛ لأن عملياتها تخالف القانون الثاني في الديناميكا الحرارية يقدم القانون الثاني في الديناميكا الحرارية وزيادة الإنتروبي معنى جديدا لما يسمى أزمة الطاقة، وتشير أزمة الطاقة إلى المشاكل الناجمة عن الاستخدام المستمر للمصادر المحدودة من الوقود الأحفوري، مثل الغاز الطبيعي، والنفط. فأنت عندما تستخدم مصدرًا مثل الغاز الطبيعي لتدفئة منزلك، فإنك لا تستهلك الطاقة التي في الغاز، وإنما تحول الطاقة الكيميائية الكامنة في جزيئات الغاز إلى طاقة حرارية في اللهب، ثم تنتقل الطاقة الحرارية التي في اللهب إلى طاقة حرارية في الهواء داخل المنزل، ولا تفنى الطاقة حتى لو تسرب هذا الهواء الدافئ إلى الخارج فالطاقة لم تستهلك. أما الإنتروبي فقد ازداد. إن التركيب الكيميائي للغاز الطبيعي منظم جدًّا، وكما تعلمت، عندما تصبح مادة أكثر سخونة، فإن متوسط الطاقة الحركية للجزيئات داخل المادة يزداد، أما الحركة العشوائية للهواء الدافئ فتصبح غير منتظمة. ورغم أنه من الممكن رياضيا للترتيب الكيميائي الأصلي أن يُعاد تشكيله، إلا أن احتمال حدوث ذلك بالتأكيد معدومة. ولهذا السبب، يُستخدم الإنتروبي غالبًا بوصفه مقياسا لعدم توافر طاقة مفيدة، فالطاقة التي في الهواء الدافئ في المنزل غير متوافرة لتنجز شغلاً ميكانيكياً أو لتنقل الحرارة إلى أجسام أخرى، كما هو الحال بالنسبة لجزيئات الغاز الأصلية. وإن نقص الطاقة القابلة للاستخدام هو فعليًّا فاتضر في الإنتروبي. وأخيرا يمكن القول بأن علم الديناميكا الحرارية ظهر بوصفه علما الشكل 17-6 خط زمني يبين يدرس تحول الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي في أواخر القرن الثامن عشر وكان أساسا إسهامات بعض العلماء يتطور علم العمل الآلات الحرارية. ويبين الشكل 17-6 إسهامات بعض العلماء فيه. الديناميكا الحرارية وتطبيقاتها. 1841م يوليوس مايسر 1845م ربط العالم كلاوسيوس تحويل الطاقة توصل إلى قانون بقاء الطاقة الطاقة في نظام مغلق ثبتى إلى شغل ميكانيكي 1845 1844 م 1840م درس العالم فيرمان حسن الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية وتوصل إلى إمكانية تحول الطاقة من حالة إلى أخرى. ثانة. 18.10 1824 1790 1824م درس کارنو s'1790م ظهر علم الديناميكا الحرارية بوصفه علما بدرس تحول كمية الحرارة التي تعمل الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكني عليها الآلة البخارية (دورة واستنادا إلى ذلك وضعت الأسس کارنو 1844م أوجد العالم جيمس حول المكافي المكانيكي الحراري ارة التضلة النظرية لعمل الآلات الحرارية. 188

62 مراجعة 27 الحرارة الكامنة للتبخر يرسل النظام القديم للتدفئة 32. الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية تتدفق مياه شلال بخارا داخل الأنابيب في كل غرفة من المنزل، ويتكثف يرتفع 125.0m كما في الشكل 10-6. احسب الفرق هذا البخار في داخل المبرد ليصبح ماء، حلل هذه العملية، في درجة حرارة الماء بين قمة الشلال وقاعه إذا تحولت واشرح كيف تعمل على تدفئة الغرفة؟ كل طاقة وضع الماء إلى طاقة حرارية. 20 الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لتحويل 50.08 من الماء عند درجة حرارة 80.00 إلى بخار عند درجة حرارة C 110.0؟ 29 الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار الطاقة اللازمة لتسخين kg 1.0 من الزئبق عند درجة حرارة 0 10.0 إلى درجة الغليان وتبخره كاملاً؟ علماً بأن الحرارة النوعية للزئبق هي Kg.0C/1401، والحرارة الكامنة لتبخره هي kg / 1 10×3.06 ، ودرجة غليان الزئبق هي "357 30 الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية قاس جيس جول الفرق في درجة حرارة الماء عند قمة شلال ماء وعند قاعه بدقة، فلماذا توقع وجود فرق ؟ 125.0 m الشكل 18-6 33. الانتروبي لماذا ينتج عن تدفئة المنزل عن طريق الغاز الطبيعي زيادة في كمية الفوضى أو العشوائية ؟ 34. التفكير الناقد إذا كان لديك أربع مجموعات من بطاقات فهرسة، لكل مجموعة لون محدد. تحتوي كل مجموعة 20 31 الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية يستخدم رجل ورقة مرقمة. فإذا خلطت بطاقات هذه المجموعات معا مطرقة كتلتها 320kg تتحرك بسرعة m/s 5.0 لتحطيم عدة مرات فهل يحتمل أن تعود البطاقات إلى ترتيبها قالب رصاص كتلته 3.0 موضوع على صخرة كتلتها 450kg وعندما قاس درجة حرارة القالب وجد أنها الأصلي؟ وضح ذلك. وما القانون الفيزيائي الذي ينطبق زادت C 5.0 فتر ذلك. عليه هذا المثال؟ 1099 غلط 189 1850م استنتج بولتزمان إمكانية حدوث التغير العكوس في نظام مغلق 1878-1875م أتيت ويلارد غييس ما توصل إليه هلموكنز من حيث الربط بين الطاقة الكهربائية للبطارية والطاقة الكيميائية والحرارية | الناتجة عن التفاعلات فيها. 1015 1978 - 175 1802 1850 1862م توصل مارسين بر تلوت إلى إمكانية الحصول على قوة دافعة من الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. 1945م اقترح سيلسيوس أن تكون درجة الصفر هي درجة تجمد الماء ودرجة 100 هي درجة غليانه. 1999م قدم العالم البوت ليب منظومة الثير موديناسكا لتفسير الإنتروبي

مختبر الفيزياء . سؤال التجربة. التسخين والتبريد عند وضع دورق ماء على صفيحة ساخنة فإن الحرارة تنتقل في البداية إلى الدورق ثم إلى الماء في قاع الدورق بالتوصيل، ثم ينقل الماء الحرارة من القاع إلى أعلى خلال تحريك الماء الساخن للقمة عن طريق الحمل الحراري. وعند إزالة أو فصل مصدر الحرارة. يشع الماء طاقة حرارية حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. وتعتمد السرعة التي يسخن بها الماء على كمية الحرارة المضافة، وكتلة الماء، وسعته الحرارية النوعية... كيف يمكن أن تؤثر الزيادة المستمرة الثابتة للطاقة الحرارية في درجة حرارة الماء؟ الأهداف الخطوات 1 شغل السخان الكهربائي على أعلى درجة حرارة ممكنة، نقيس درجة الحرارة والكتلة بالوحدات الدولية. أو كما يرشدك المعلم، والنظر عدة دقائق حتى تسخن ترسم الرسوم البيانية وتستخدمها للمساعدة 2 قس كتلة الدورق الفارغ. على وصف تغير درجة حرارة الماء عند تسخينه 3 املا الدورق بمقدار 150ml من الماء، ثم قس كتلة و تبريده الدورق والماء. تفسر أوجه التشابه والاختلاف بين هذين 4 احسب كتلة الماء في الدورق وسجلها التغيرين. احتياطات السلامة احذر عند التعامل مع صفيحة السخان الكهربائي الحارة. المواد والأدوات سخان كهربائي (أو لهب (بنين) دورق زجاجی حراري سعته 250ml 50-2008) من الماء مقياس درجة حرارة ( غير زنبقيين) ساعة إيقاف .. اعمل جدولاً للبيانات. 6. سجل درجة الحرارة الابتدائية للماء والهواء في الغرفة. على ألا يلامس قاع مقياس الحرارة فاع اللورق أو جوانبه، أو الطاولة أو اليدين. 7. ضع الدورق على صفيحة السخان الكهربائي وسجل درجة الحرارة كل دقيقة مدة 5 دقائق 8. ارفع الدورق عن الصفيحة بحذر، وسجل درجة الحرارة كل دقيقة مدة عشر دقائق 9. سجل درجة حرارة الهواء في نهاية الفترة 10 افصل قابس السخان الكهربائي 11. اترك الأدوات عند الانتهاء حتى تبرد، وتخلص من الماء وفي ارشادات المعلم. 190 دلات التضلة

جدول البيانات كتلة الماء درجة حرارة الهواء الابتدائية درجة حرارة الهواء النهائية التغير في درجة حرارة الهواء الزمن (دقائق) درجة الحرارة (C) تسخين او تیرید التحليل احسب التغير في درجة حرارة الهواء لتحديد ما إذا كانت درجة حرارة الهواء متغيرا خارجياً. 2 مثل بيانيا العلاقة بين درجة الحرارة (المحور الراسي) 5 کون فرضية أين ذهبت الطاقة الحرارية للماء عندما بدأ الماء يبرد؟ ادعم فرضيتك. التوسع في البحث 1 هل يؤدي وضع مقياس الحرارة في أعلى الماء داخل والزمن (المحور الأفقي). واستخدم الحاسوب أو الآلة الدورق إلى إعطاء قراءة مختلفة عما إذا وضع في قاع الحاسبة الرسم المنحنى إذا أمكن ذلك. 3 احسب ما التعبر في درجة حرارة الماء في حالة التسخين؟ الدورق؟ فشر ذلك. 2. كون فرضية لاستنتاح التغيرات في درجة الحرارة إذا أحسب ما الانخفاض في درجة حرارة الماء بعد إبعاد. كان لديك الكميات الآتية من الماء في الدورق مصدر الحرارة؟ احسب متوسط ميل المنحنى البياتي لارتفاع درجة الحرارة من خلال قسمة التغير في درجة الحرارة على زمن تسخين الماء. .50 ml. 250 ml افترض أنك عزلت الدورق المستخدم، فكيف تتأثر قابلية الدورق للتسخين أو التبريد؟ 6. احسب متوسط ميل المنحنى البياني الانخفاض درجة الفيزياء في الحياة الحرارة من خلال قسمة التغير في درجة الحرارة على 1، افترض أنك استخدمت زيتا نباتيا بدلاً من الماء في الزمن من الحقلة إبعاد مصدر الحرارة. الاستنتاج والتطبيق 1. الخص ما التغير الذي طرأ على درجة حرارة الماء عند وضع مصدر الحرارة؟ 2 لخص ما التغير الذي طرا على درجة حرارة الماء بعد إبعاد مصدر الحرارة مباشرة ؟ 3. ما الذي حدث لدرجة حرارة الماء بعد الدقائق العشر الآتية؟ وهل تستمر في الانخفاض إلى الأبد؟ 4. أيهما بدا أسرع: تسخين الماء أم تبريده؟ ولماذا تعتقد ذلك؟ تلميح: تفحص قيم الميل التي حسبتها. الدورق. كون فرضية حول تغيرات درجة الحرارة إذا اتبعت الخطوات نفسها ونفذت التجربة 2. إذا أخذت كمية حساء عند درجة حرارة الغرفة، وسخنتها في قرن ميكروويف مدة 3 دقائق، فهل يعود الحاء إلى درجة حرارة الغرفة في 3 دقائق ؟ فسر ذلك. 191

كيف تعمل. مضخة الحرارة؟ The Heat Pump اخترعت مضخات الحرارة عام 1940 م، ويُطلق عليها أيضًا مكيفات الهواء العكسية، وهي تستخدم لتدفئة وتبريد المنازل وغرف الفنادق. وتتحول مضخات الحرارة من مدافى إلى مكيفات هواء عن طريق عكس اتجاه انتقال الحرارة (تدفق التبريد خلال النظام. ترة المروحة الملف خلال 192 التبريد بنت الأنيون الشعري الرفيع سائل التبريد داخل ملف أكبر الداخل الخارج المستوعب خوان بخرن سائل التيريد تدفق الهواء الى الغرف شبكة تهوية محرك المروحة محرك المروحة تدفق الهواء من الغرف التبريد الصمامان 1 و 2 - وحدة الحفظ شبكة تهوية الضاغط بضع سامل التبريد التسخين يلفت الأنبوب التبريد، ونسخته خلال التخين. التسخين الصمامان 3 و 4 مفتوحان والتصمامان 1 و 2 معلقان التسخين يتدفق حائل التبريد إلى أعلى ويعمل الملف الداخلي عمل المكتب في حين يعمل اللف الخارجي عمل المبعر مفتوحان والصمامان 3 و 4 الشعري سائل التبريد داخل مغلقان من أجل التبريد يتدفق أنبوب دي قطر أكبر في ملفه سائل التريد إلى أسفل، ويعمل خارجي للتسخين. الملف الداخلي عمل المبخر في حين يعمل الملف الخارجي عمل المكلف. التفكير الناقد ا لاحظ تتبع تدفق سائل التبريد خلال انتظام في حالتي التسخين والتبريد، مبتدنا من الضاغط. 2 حلل هل تكون مضخة الحرارة قادرة على التسخين داخل المنزل عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية إلى مستويات باردة جدا؟.

الفصل دليل مراجعة الفصل 61 درجة الحرارة والطاقة الحرارية Temperature and Thermal Energy المفردات . الطاقة الحرارية التوصيل الحراري • . الاتزان الحراري . الحرارة . الحمل الحراري . الإشعاع الحراري . الحرارة النوعية المفاهيم الرئيسة تتناسب درجة حرارة الغاز طرديا مع متوسط الطاقة الحركية الجزيئاته. الطاقة الحرارية هي مقياس للحركة الداخلية الجزيئات الحسم. يصل مقياس الحرارة إلى الاتزان الحراري مع الجسم الملابس له، ثم تشير خاصية للمقياس - تعتمد على الحرارة - إلى درجة الحرارة.. يستخدم مقياسا درجة الحرارة سلسيوس وكلف في البحث العلمي، وكل تغير بمقدار 16 يساوي تغيرا بمقدار 10 لا يمكن انتزاع اني طاقة حرارية من المادة عندما تكون درجة حرارتها صفرا مطلقا. الحرارة هي الطاقة المنتقلة بسبب اختلاف درجات الحرارة Q=MCAT MC (T-T) الحرارة النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1kg من المادة بمقدار 16. يمكن أن تتدفق الحرارة في النظام المغلق والمعزول، وينتج عن ذلك تغير الطاقة الحرارية الأجزاء النظام، ولكن الطاقة الكلية للنظام تبقى ثابتة ثابت = E + 2- تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية Chhanges of State and The Laws of Thermodynamics المفردات . الحرارة الكامنة للانصهار . الحرارة الكامنة للتبخر . القانون الأول في الديناميكا الحرارية المحرك الحراري الإنتروبي . القانون الثاني في الديناميكا الحرارية المفاهيم الرئيسة الحرارة الكامة للانصهار هي كمية الحرارة اللازمة لتحويل 1kg من المساحة الصلبة إلى حانتها السائلة عند نقطة انصهارها Q = H الحرارة الكامنة للتبحر في كمية الحرارة اللازمة لتحويل 8 من المادة السائلة إلى حالتها الغازية عند نقطة غليانها Q = mille انتقال الحرارة خلال تغير حالة المادة لا يغير درجة حرارتها. إن التغير في طاقة جسم ما هو مجموع الطاقة المضافة إليه مطروحا منه الشغل الذي يبذله الجسم. AU=Q-W . يحول المحرك الحراري الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية باستمرار. تستخدم مضخة الحرارة والمبردة (الثلاجة) الطاقة الميكانيكية لنقل الحرارة من الحيز الذي درجة حرارته أقل إلى الحيز الذي درجة حرارته أكبر . الانتروبي هو قياس للفوضى في النظام. AS= يعرف التغير في الإنتروبي الجسم ما على أنه مقدار الحرارة المضافة إلى الجسم مقسومة على درجة حرارته بالخلفي 193

الفصل 6 خريطة المفاهيم التقويم 46. أي السائلين پيرده مكعب من الثلج أسرع : الماء أم 35. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الميثانول؟ وضح ذلك. الآتية: الحرارة، الشغل، الطاقة الداخلية. الانتروبي اتقان المفاهيم القانون الأول في الديناميكا الحرارية درجة الحرارة القوى الخارجية 36. وضح الاختلافات بين الطاقة الميكانيكية لكرة ماء وطاقتها الحرارية، ودرجة حرارتها. (61) 47 سخنت كتلتان متساويتان من الألومنيوم والرصاص بحيث أصبحتا عند درجة الحرارة نفسها، ثم وضعت القطعتان على لوحين متماثلين من الجليد. أيهما يصهر جليدا أكثر؟ وضح ذلك. 48. لماذا يشعر الشخص ببرودة السوائل السريعة التبخر على الجلد، ومنها الأسيتون والميثانول؟ .49 أسقط قالبان من الرصاص لهما درجة الحرارة نفسها في كأسين متماثلتين من الماء متساويتين في درجة الحرارة. فإذا كانت كتلة القالب A ضعف كتلة القالب B، فهل يكون لكأسي الماء درجات الحرارة نفسها بعد الوصول إلى حالة الاتزان الحراري؟ وضح ذلك. 37 هل يمكن وجود درجة حرارة للفراغ " وضح ذلك. (61) 38. هل جميع الجزيئات أو الذرات في السائل لها السرعة اتقان حل المسائل نفسها ؟ (1-6) 39. هل يُعد جسم الإنسان مقياسا جيدًا لدرجة الحرارة؟ تشعر في يوم شتاء بارد، أن مقبض الباب المعدني أبرد من المقبض الخشبي. فسر ذلك. (1-6) 6-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية 50. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50.08 من الماء من درجة حرارة 4.5C إلى درجة حرارة 83.0C .51 يمتص قالب من المعدن كتلته g 10 5.0 كمية من 40. عند تدفق الحرارة من جسم ساخن ملامس الجسم بارد، هل الحرارة مقدارها ( 5016 عندما تتغير درجة حرارته من يحدث للجسمين التغير نفسه في درجات الحرارة (1-6) C 20.0 إلى 30.0. احسب الحرارة النوعية للمعدن. 41. هل تستطيع إضافة طاقة حرارية إلى جسم دون زيادة 52 فنجان قهوة وضع فنجان قهوة زجاجي كتلته درجة حرارته؟ فسر ذلك. (62) 4.00x108 ودرجة حرارته 20.0 في وعاء تسخين 42. عندما يتجمد الشمع، هل يمتص طاقة أم يبعث طاقة ؟ (62) درجة حرارته 80.0C كما في الشكل 19-6. فأصبحت .43 فسر لماذا يبقى الماء في القربة المحاطة بقماش رطب باردًا درجة حرارة الفنجان ماوية لدرجة حرارة الوعاء. أكثر من حالة عدم وجود القماش (2-6) احسب كمية الحرارة التي امتصها الفنجان؟ افترض 44. أي العمليات تحدث في ملفات مكيف الهواء الموجودة أن كتلة وعاء التخين كبيرة بما يكفي، فلا تتغير درجة داخل المنزل : التبخر أم التكثف ؟ وضح ذلك. (62) حرارته بشكل ملحوظ. تطبيق المفاهيم 20.0'C 30 وزارة التعليم NIA THA 45. الطبخ تطهو امرأة اللحم في قدر ماء يغلي. فهل ينضج اللحم أسرع عند غلي الماء بشدة أو عليه بهدوء (على نار هادئة ) ؟ الشكل 19-6 194

53. وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 8 10 x 1.00 ودرجة حرارتها 100.0 في 108 2.00 من الماء عند درجة 20.00 فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة C 21.6. احسب الحرارة النوعية للتنجستن. 54 خلطت عينة كتلتها 8 10 × 6.0 من الماء عند درجة 90.00 بعينة ماء كتلتها 8 10 × 4.0 عند 22.0C. فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة تقويم الفصل 6 400xing الشكل 21-6 58. محرك السيارة يحتوي محرك سيارة حديد كتلته للمحيط، في درجة الحرارة النهائية للخليط ؟ 55 وضعت قطعة خارصين في وعاء ماء كما في الشكل 20-6 فإذا كانت كتلة القطعة 10.0kg، ودرجة حرارتها C 71.0 وكتلة الماء 20.0kg، ودرجة حرارته قبل إضافة القطعة 10.0، في درجة الحرارة النهائية للماء والخارصين؟ الشكل 20-6 200kg TOO C kg 10 × 2.50 كما يحتوي على ماء للتبريد. افترض أن درجة حرارة المحرك لحظة توقفه عن العمل 35.0C، ودرجة حرارة الهواء 10.0C فما مقدار كتلة الماء المستخدمة التبريد المحرك، إذا كانت كمية الحرارة الناتجة عن المحرك والماء داخله عندما يبردان ليصلا إلى درجة حرارة الهواء هي 1 10 × 94.40 62 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية 59. كانت إحدى طرائق التبريد قديما تقتضي استخدام قالب من الجليد كتلته kg 20.0 يوميا في صندوق الجليد المنزلي. وكانت درجة حرارة الجليد 0.0C عند استلامه. فيا .56. إن الطاقة الحركية لسيارة صغيرة تتحرك بسرعة مقدار كمية الحرارة التي يمتصها القالب في أثناء انصهاره؟ km/h 100 هي 1 10 2.9 لتكون انطباعاً 60 كثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40.08 من بخار جيدا عن مفهوم الطاقة، احسب حجم الماء (بالمتر) عند درجة C 61.6 إلى سائل عند درجة C 61.6، الذي ترتفع حرارته من درجة حرارة الغرفة فانبعثت كمية من الحرارة مقدارها [9870. ما الحرارة (20.0°C) إلى درجة الغليان (C 100.0) إذا اكتب الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟ طاقة مقدارها 10 × 2.9 61، تحركت سيارة كتلتها 750kg بسرعة 23m/s ثم توقفت 57 سخان الماء يستخدم سخان ماء قدرته 10W × 3.0 بالضغط على المكابح. فإذا احتوت المكابح على 15kg التسخين قدح ماء كما في الشكل 21-6 ما مقدار الزمن من الحديد الذي يمتص الحرارة. فما مقدار الزيادة في اللازم لجعل الماء يغلي، إذا كان القدح مصنوعا من الزجاج درجة حرارة المكابح ؟ وكتلته 3.0x108 ويحتوي g 250 من الماء عند C 15 62 ما مقدار كمية الحرارة المضافة إلى كتلة 10.0g من الجليد اقترض أن درجة حرارة القدح مساوية لدرجة حرارة عند درجة C 20.0 - لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة الماء، وأنه لن يفقد الحرارة إلى الهواء. $120.0°C واردوو غلط

تقويم الفصل 6 63. تتحرك قذيفة من الرصاص كتلتها 4.28 بسرعة 68. الشاي المثلج لتصنع الشاي المثلج تمزجه بالماء m/s 275 فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف، فإذا الساخن، ثم تضيف إليه الجليد. فإذا بدأت بمقدار تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان 1.0L من الشاي عند درجة C 90، فما أقل كمية من أي شيء منها، فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ افترض الجليد يتطلبها تبريده إلى درجة C ؟ وهل من الأفضل أن الحرارة كلها بقيت في الرصاصة وأن مادتها هي ترك الشاي يبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل إضافة الجليد إليه ؟ الرصاص. 64. ينتج كل 100ml من مشروب خفيف طاقة مقدارها k 1.7 . فإذا كانت العلبة منه تحتوي على ml 375 69. وضع قالب من النحاس عند 100.00 ملاما قاليا من الألومنيوم عند 20.0C، كما في الشكل 22-6 ما وشربت فتاة العلبة وأرادت أن تفقد مقدار ما شربته الكتل النسبية للقالبين إذا كانت درجة الحرارة النهائية من الطاقة من خلال صعود درجات سلم، فما مقدار الارتفاع الذي ينبغي أن تصعد إليه الفتاة إذا كانت كتلتها kg 65.0 مراجعة عامة 65. ما كفاءة المحرك الذي ينتج / 2200 عندما يحرق من البنزين ما يكفي لإنتاج 8/ 953001 وما مقدار كمية الحرارة الضائعة التي ينتجها المحرك كل ثانية ؟ 66. مكبس اختام تبذل آلة أختام معدنية في مصنع لهما C 960.0 Inf 20.0°C الألومنيوم النحاس الألومنيوم المشكل 22-6 النحاس 1 2100 من الشغل في كل مرة تختم فيها قطعة 70 ينزلق قالب من النحاس كتلته kg 0.53 على سطح معدنية. ثم نغمس كل قطعة مختومة في حوض يحتوي الأرض، ويصطدم بقالب مماثل يتحرك في الاتجاه المعاكس kg 32.0 من الماء للتبريد. فما مقدار الزيادة في درجات حرارة الحوض في كل مرة تغمس فيها قطعة معدنية مختومة ؟ 67. تحركت سيارة كتلتها 1500kg بسرعة m/s 25، ثم توقفت تماما عن الحركة بعد ضغط سائقها على المكابح بمقدار السرعة نفسه. فإذا توقف القالبان بعد الاصطدام، و ازدادت درجة حرارتها بمقدار 6 0.20 نتيجة التصادم، فما مقدار سرعتيهما قبل الاصطدام؟ 71. ينزلق قالب من الجليد كتلته 2.2kg على سطح خشن فإذا كانت سرعته الابتدائية 2.5m/s وسرعته النهائية 0.5m/s فما مقدار ما ينصهر من قالب الجليد نتيجة ما مقدار التغير في درجة حرارة المكابح إذا أودعت كامل 196 طاقة السيارة في المكابح المصنوعة من الألومنيوم والتي كتلتها kg 45؟ للشغل المبذول بفعل الاحتكاك ؟ وزارة التعليم AIN WAY

التفكير الناقد الكتابة في الفيزياء تقويم الفصل 6 22 حلل ثم استنتج ينتزع محرك حراري معين 50.01 من 76، لقد تأثر فهمنا للعلاقة بين الحرارة والطاقة بأعمال الطاقة الحرارية من مستودع حار عند درجة حرارة بنجامين نومون، وكونت رمقورد، وجيمس جول. T = 545K، ويبعث 40.01 من الحرارة إلى مستودع حيث اعتمدوا على النتائج التجريبية لتطوير أفكارهم. بارد عند درجة حرارة T = 325K . كما يعمل على نقل تحقق من التجارب التي قاموا بها، وقدر هل من الإنصاف الإنتروبي من مستودع إلى آخر أيضا خلال العملية. تسمية وحدة الطاقة بالجول بدلاً من توسون؟ a كيف يعمل المحرك على تغيير الإنتروبي الكلي 77، للماء حرارة نوعية كبيرة غير عادية، كما أن كلا من الحرارة للمستودعين؟ الكامنة لانصهاره وتبخره عالية. ويعتمد الطقس على . ماذا سيكون تغير الإنتروبي الكلي في المستودعين الماء في حالاته الثلاث. ترى كيف يكون العالم إذا كانت خصائص الماء الحرارية مثل خصائص المواد الأخرى إذا كانت T = 205 K؟ كالميثانول مثلا؟ 73 حلل ثم استنتج تزداد عمليات الأيض للاعبي كرة القدم خلال اللعبة بمقدار 30.0W. ما مقدار العرق الذي يجب أن يتبخر من اللاعب كل ساعة ليبدد هذه الطاقة الحرارية الإضافية ؟ مراجعة تراكمية 78 ترفع رافعة كتلة مقدارها 180kg إلى ارتفاع 1.95m. ما مقدار الشغل الذي تبذله الرافعة لرفع الكتلة؟ (الفصل 4) 74 حلل ثم استنتج يستخدم الكيميائيون المسعر لقياس كمية 79. في عرض للقوة طلب إلى مجموعة من الجنود الأشداء الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية، فعلى سبيل دحرجة صخور كتلة كل منها 215kg إلى أعلى تل ارتفاعه المثال، يذيب كيميائي 10 × 1.0 جزينًا من مسحوق m 33، فإذا كان بإمكان أحد المشاركين توليد قدرة مادة في مسعر يحتوي 0.5 من الماء، فتتحطم الجزيئات متوسطها 0.2kW، فكم صخرة خلال 15 يستطيع وتتحرر طاقة ربطها ليمتصها الماء، فتزداد درجة حرارة أن يدحرج إلى أعلى الثل؟ (الفصل 5) الماء إلى 2.3. ما مقدار طاقة الربط لكل جزيء مع هذه المادة؟ 75. تطبيق المفاهيم تعد الشمس مصدر جميع أشكال الطاقة على الأرض. حيث تكون درجة حرارة سطح الشمس 10 تقريبا. ماذا يحدث للعالم لو كانت درجة حرارة سطح الشمس 10K 197 عليم

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي: 1. أي تحويلات درجات الحرارة الآتية غير صحيح؟ 298 K 571 "TO -273°C OKA 88 K -185 CO 273 °C 546 KB 2 ما وحدات الإنتروبي؟ J/KA K/1 B kJ D أي العبارات الأتية المتعلقة بالطاقة والإنتروبي وتغيرات الحالة صحيح؟ يزيد تجميد الماء من طاقته حيث يكتب ترتيبا جرينيا باعتباره تحول إلى مادة صلبة. كلما كانت الحرارة النوعية للمادة أكبر زادت درجة حرارة انصهارها. حالات المادة ذات الطاقة الحركية الأكبر يكون لها إنتروبي أكبر. لا يمكن أن تزداد الطاقة والإنتروبي في الوقت نفسه. 3 أي العبارات الآتية المتعلقة بالاتزان الحراري غير صحيح ؟ 6. ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لتدفئة nl 363 من الماء عندما يكون جسمان في حالة اتزان فإن الإشعاع في زجاجة أطفال من 24 إلى C 938 الحراري بين الجمين يستمر في الحدوث. B يستخدم الاتزان الحراري في توليد الطاقة في المحرك الحراري. يستخدم مبدأ الاتران الحراري في الحسابات المسعرية. D عندما لا يكون جسمان في حالة اتزان فإن الحرارة ستتدفق من الجسم الساخن إلى الجسم الأبرد منه. ما كمية الحرارة اللازمة لتسخين 878 من الميتامول المتجمد عند 14K إلى بخار عند 340K (درجة انصهاره 97.6 درجة غليانه 64.6. افترض أن الحرارة النوعية للميثانول ثابتة في جميع حالاته). 36 kJ B 121k] 820k] D 7. تكون هناك دائما كمية حرارة مفقودة في المحر لأن الحرارة لا تنتقل من الجسم البارد إلى الجسم الساخن. الاحتكاك يعمل على إبطاء المحرك. الإنتروبي برداد في كل مرحلة. مضخة الحرارة تستخدم طاقة. ات القلط 1.4x10 kJ © 17kA 1.5 × 10k D 69 kB 198

ما مقدار كمية الحرارة اللازمة لصهر 818 من الجليد عند درجة C 0.0 في دورق ويسخن إلى C 110 اختبار مقنن 30 kl 0.34 kr 190k Ⓡ 27 kB m-Big -0.0°C جليد 9. إذا بذلت 0.0501 من الشغل على القهوة في الفنجان في كل مرة تحركها، فما مقدار الزيادة في الإنتروبي في 125ml من القهوة عند درجة C 65 عندما تحركها 85 مرة ؟ 0.0951/KO 0.013J/K 4.21 D 0.050 B الأسئلة الممتدة .10. ما الفرق بين كمية الحرارة اللازمة لصهر 4548 من الجليد عند 0.0C، وكمية الحرارة اللازمة لتحويل 4548 من الماء عند C" 100 إلى بخار ؟ وهل مقدار الفرق أكبر أم أقل من كمية الطاقة اللازمة لتسخين 4548 من الماء عند 2 0.00 إلى 100.00 ارشاد تعلم من أخطائك تكون الأخطاء التي ترتكبها قبل الاختبار مفيدة؛ لأنها تبين المواضع التي تحتاج إلى تركيز أكبر، فعندما تحسب كمية الحرارة اللازمة لصهر مادة وتسخينها تذكر أن تحسب كمية الحرارة اللازمة لصهر المادة إضافة إلى كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارتها. 199