اشترك بخدمة البريد ليصلك جديدنا ..

Archive for أغسطس 2017

حل أسئلة المراجعة لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية

الخميس، 31 أغسطس 2017


بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

حل أسئلة المراجعة لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية

نبدأ على بركة الله

5-2 مراجعة :

27. الحرارة الكامنة للتبخر يرسل النظام القديم للتدفئة بخارا داخل الأنابيب في كل غرفة من المنزل ، ويتكاثف هذا البخار في داخل المشعاع ليصبح ماء . حلل هذه العملية ، واشرح كيف تعمل على تدفئة الغرفة ؟
الحل :
يحرر البخار المتكاثف حرارة التبخر إلى داخل الغرفة .

28. الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار الحرارة اللازمة لتحويل 50.0 g من الماء عند درجة حرارة 80.0 C إلى بخار عند درجة حرارة 110.0 C  ؟
الحل :


29. الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار الطاقة اللازمة لتسخين 1.0 kg من الزئبق عند درجة حرارة 10.0 C إلى درجة الغليان وتبخره كاملا ؟ علما بأن الحرارة النوعية للزئبق هي 140 J/kg.C ، والحرارة الكامنة لتبخره هي 3.06x105 J/kg ، ودرجة غليان الزئبق هي 357 C .
الحل :


30. الطاقة الميكانيكية و الطاقة الحرارية قاس جيمس جول الفرق في درجة حرارة الماء عند قمة شلال ماء وعند قاعه بدقة . فلماذا توقع وجود فرق ؟
الحل :
للماء عند قمة الشلال طاقة وضع جاذبية ، وتتحول بعض هذه الطاقة إلى طاقة حرارية عندما يصطدم الماء بالأرض عند قاع الشلال .

31 . الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية يستخدم رجل مطرقة كتلتها 320kg تتحرك بسرعة 5.0 m/s لتحطيم قالب رصاص كتلته 3.0 kg موضوع على صخرة كتلتها 3.0 kg موضوع على صخرة كتلتها 450 kg . وعندما قاس درجة حرارة القالب وجد أنها زادت 5.0 C . فسر ذلك .
الحل :
يمتص قالب الرصاص جزءا من طاقة المطرقة الحركية . إن مقدار طاقة المطرقة يساوي

والتغير في طاقة القالب الحرارية يساوي

أي أن نصف طاقة المطرقة انتقلت إلى قالب الرصاص .

32. الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية تتدفق مياه شلال يرتفع 125.0 m كما في الشكل 17-5 . احسب الفرق في درجة حرارة الماء بين قمة الشلال وقاعه إذا تحولت كل طاقة وضع الماء إلى طاقة حرارية .

الحل :


33. الإنتروبي لماذا ينتج عن تدفئة المنزل بواسطة الغاز الطبيعي زيادة في كمية الفوضى أو العشوائية ؟
الحل :
يحرر الغاز حرارة عند درجة حرارة الاحتراق . حيث تتحطم الروابط بين جزيئات الغاز ، ثم تتحد الجزيئات بالأكسجين . و تتوزع الحرارة بطرائق جديدة عديدة ، ولا تعيد جزيئات الغاز الطبيعي تجمعها بسهولة وسرعة .

34. التفكير الناقد إذا كان لديك أربع مجموعات من بطاقات فهرسة ، لكل مجموعة لون محدد . تحتوي كل مجموعة من 20 ورقة مرقمة . فإذا خلطت بطاقات هذه المجموعات معا عدة مرات فهل من المحتمل أن تعود البطاقات إلى ترتيبها الأصلي ؟ وضح ذلك . و ما القانون الفيزيائي الذي ينطبق عليه هذا المثال ؟
الحل :
لا ، هذا مثال على القانون الثاني في الديناميكا الحرارية والذي تزيد فيه الفوضى .





تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^





حل المسائل التدريبية لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية ( الجزء الثاني ) - الطاقة الحرارية

الثلاثاء، 29 أغسطس 2017


بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

حل المسائل التدريبية لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية ( الجزء الثاني ) - الطاقة الحرارية 

نبدأ على بركة الله


مسائل تدريبية :

22 . يمتص بالون غاز 75 J من الحرارة . فإذا تمدد هذا البالون وبقي عند درجة الحرارة نفسها ، فما مقدار الشغل الذي بذله البالون في اثناء تمدده ؟

الحل :



بما أن درجة الحرارة لا تتغير فإن قيمة التغير U تساوي صفر .


ومنه فإن مقدار الشغل الذي بذله البالون في اثناء تمدده يساوي 75 J .

23. يثقب مثقب كهربائي فجوة صغيرة في قالب من الألمنيوم كتلته 0.40 kg فيسخن الألمنيوم بمقدار 5.0 0C ، ما مقدار الشغل الذي بذله المثقب ؟

الحل :

24. كم مرة يتعين عليك إسقاط كيس من الرصاص كتلته 0.05 kg من ارتفاع 1.5 m ، لتسخين الرصاص بمقدار 1.0 0C ؟

الحل :

في كل مرة يتم رفع الحقيبة فإن طاقة الوضع :



ومنه فإن عدد المرات التي يجب إسقاط الكيس بها :



25. عندما تحرك كوبا من الشاي ، تبذل شغلا مقداره 0.05 J في كل مرة تحرك فيها الملعقة بصورة دائرية . كم مرة يجب ان تحرك الملعقة لترفع درجة حرارة كوب الشاي الذي كتلته 0.15 kg بمقدار 2.0 0C ؟ (بإهمال زجاج الكوب)

الحل :


26. كيف يمكن استخدام القانون الأول للديناميكا الحرارية لشرح كيفية تخفيض درجة حرارة جسم ما ؟

الحل :
من الممكن أن تكون قيمة التغير في U سالبة ، لأن
 ، لذا يبرد الجسم إذا كانت Q = 0 ويبذل الجسم شغلا بفعل التمدد على سبيل المثال . او تكون W=0 و Q  سالبة فينقل الجسم الحرارة إلى المحيط . وستفي أي من هاتين الصيغتين بالغرض .




تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^





حل المسائل التدريبية لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية (الجزء الأول ) – الطاقة الحرارية

الخميس، 24 أغسطس 2017


بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

حل المسائل التدريبية لدرس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية (الجزء الأول ) – الطاقة الحرارية

نبدأ على بركة الله

مسائل تدريبية :

19. ما مقدار الحرارة اللازمة لتحويل كتلة من الجليد مقدارها 1.00 x 102 g ودرجة حرارتها -20.0 0C إلى ماء درجة حرارته 0.0 0C ؟

الحل :



20 . اذا سخنت عينة ماء كتلتها 2.00x102 g ودرجة حرارتها 60.0 0C فأصبحت بخارا درجة حرارته 140.0 0C ، فما مقدار الحرارة الممتصة ؟

الحل :



21. احسب كمية الحرارة اللازمة لتحويل 3.00 x 10^2 g من جليد درجة حرارته -30.0 0C إلى بخار ماء درجة حرارته 130.0 0C ؟

الحل :




تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^


ملخص درس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية

الثلاثاء، 22 أغسطس 2017


بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

ملخص درس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية

نبدأ على بركة الله ...

- تغير حالة المادة : تغير الشكل والطريقة التي تخزن الذرات بواسطتها الطاقة الحرارية .

- حالات المادة : الحالة الصلبة ، الحالة السائلة ، الحالة الغازية .

- درجة الانصهار : درجة الحرارة التي تتغير عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة .

- درجة الغليان : درجة الحرارة التي تتغير عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية .

- أثناء عملية تغير حالة المادة فإن الطاقة الحرارية المكتسبة ...
       ·       تعمل على التغلب القوى التي تربط الجزيئات بعضها ببعض .
       ·       لا تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات فتبقى درجة الحرارة ثابتة .

- علل : أثناء عملية انصهار المادة الصلبة تبقى درجة الحرارة ثابتة .
لان الطاقة الحرارية المكتسبة لا تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات .

- علل : أثناء عملية غليان المادة السائلة تبقى درجة الحرارة ثابتة .
لأن الطاقة الحرارية المكتسبة لا تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات .

- بعد تحول المادة الصلبة كليا إلى سائل فإن الطاقة الحرارية المكتسبة تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات فترتفع درجة حرارة السائل .

- بعد تحول المادة السائلة كليا إلى بخار فإن الطاقة الحرارية المكتسبة تؤدي إلى زيادة الطاقة الحركية للجزيئات فترتفع درجة حرارة البخار .

- الحرارة الكامنة : كمية الطاقة اللازمة لانصهار 1 kg من المادة عند درجة الانصهار .

- Q = m Hf ، حيث Q = الحرارة الكامنة لصهر الكتلة الصلبة ، m = الكتلة الصلبة من المادة ، Hf = الحرارة الكامنة لانصهار المادة الصلبة

- الحرارة الكامنة للانصهار ثابتة للمادة الواحدة

- الحرارة المفقودة عند التجمد = - الحرارة المكتسبة عند الانصهار

- الإشارة السالبة تشير إلى أن الحرارة تنتقل من المادة إلى المحيط الخارجي

- الحرارة الكامنة للتبخر : كمية الطاقة اللازمة لتبخير 1kg من المادة عند درجة الغليان .

- ميل العلاقة البيانية بين درجة حرارة المادة والحرارة التي تكتسبها هو مقلوب السعة الحرارية النوعية للمادة .

- Q = mHv ، حيث Q = الحرارة اللازمة لتبخير السائل ، m = كتلة السائل ، Hv = الحرارة الكامنة لتبخير السائل

- الحرارة المفقودة عند التكثف = - الحرارة المكتسبة عند التبخر

- الإشارة السالبة تشير إلى أن الحرارة تنتقل من المادة إلى المحيط الخارجي .

- القانون الأول للديناميكا الحرارية  :
      ·       ينص القانون الأول للديناميكا على أن التغير في الطاقة الحرارية لجسم يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إلى الجسم مطروحا منه الشغل الذي يبذله الجسم .


، حيث أن U = التغير في الطاقة الحرارية ، Q  = الحرارة المضافة ، W = الشغل الذي يبذله الجسم .

      ·       يعد القانون الأول للديناميكا الحرارية صياغة أخرى لقانون حفظ الطاقة
     
      ·       قانون حفظ الطاقة : الطاقة لا تفنى ولا تستحدث وإنما تتغير من شكل إلى آخر
      
      ·       امثلة على تحولات الطاقة :
1.  المضخة اليدوية : تحول الطاقة الميكانيكية في المكبس إلى طاقة حرارية للغاز
2.  محمصة الخبز : تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية .

- المحرك الحراري : أداة تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية بصورة مستمرة .

- عمل المحرك الحراري :
      ·       يمتص الحرارة من المستودع الساخن "مصدر ذو درجة حرارة مرتفعة " .
      ·       يحول جزء من الطاقة الحرارية الممتصة إلى شغل .
      ·       يطرد المتبقي من الحرارة إلى المستودع البارد "مستقبل ذو درجة حرارة منخفضة "

- من أمثلة المحركات الحرارية : محرك الاحتراق الداخلي "محرك السيارة" .

- دورة محرك الاحتراق الداخلي "محرك السيارة"
       ·       يشتعل بخار البنزين المخلوط بالهواء لإنتاج شعلة ذات درجة حرارة عالية
       ·       تتدفق الحرارة من اللهب إلى الهواء داخل الأسطوانة
       ·       يتمدد الهواء دافعا المكبس ومحولا الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية
       ·       يطرد الهواء الحار ويحل محله هواء جديد ويعود المكبس إلى أعلى الأسطوانة .

- توضيح : الطاقة الحرارية الناتجة عن الاشتعال في محرك السيارة لا تتحول كلها إلى طاقة ميكانيكية حيث أن جزءا منها ينتقل إلى خارج المحرك ولا يتحول إلى شغل

- التغير في الطاقة الداخلية لمحرك السيارة عندما يعمل بصورة دائما يساوي صفرا .

- كفاءة المحرك الحراري : النسبة بين الشغل الناتج وكمية الحرارة الداخلة

- كفاءة المحرك = (W/QH) x 100  ، حيث أن W = الشغل الناتج ، QH = كمية الحرارة الداخلة

- الحرارة الضائعة = QH – W

- علل : لا تصل كفاءة المحرك الحراري إلى 100% .
لوجود حرارة مفقودة دائما .

- المبردات " الثلاجات " : أداة تعمل على انتزاع الطاقة الحرارية من الجسم الأبرد وإضافتها إلى الجسم الأسخن ببذل شغل معين .

- عمل المبردات :
      ·       تعمل الطاقة الكهربائية على تشغيل المحرك فيبذل شغلا على الغاز فيضغطه .
      ·       يمر الغاز داخل المبردة فيتبخر بعد أن يمتص الطاقة الحرارية منها
      ·       ينتقل الغاز بواسطة الضاغط إلى ملفات التكثيف خلف المبردة فيبرد الغاز ويتحول إلى سائل حيث تنتقل الحرارة المفقودة منه إلى الهواء في الغرفة .
      ·       يعود السائل إلى داخل المبردة وتتكرر هذه العملية .

- المضخة الحرارية : مبرد يعمل في اتجاهين يستخدم الطاقة الميكانيكية لنقل الحرارة من الحيز الذي درجة حرارته أقل إلى الحيز الذي درجة حرارته أكبر .

- عمل المضخة الحرارية :
       ·       في الصيف : تنتزع الحرارة من المنزل وتطردها إلى الخارج فيبرد المنزل .
       ·       في الشتاء : تنتزع الحرارة من الهواء البارد في الخارج وتنقلها إلى داخل المنزل لتدفئته .

- علل : تعد المضخة الحرارية مبردا يعمل في اتجاهين .
لتبريدها المنزل صيفا وتدفئته شتاء .

- الإنتروبي : عبارة عن قياس لعدم الانتظام ((الفوضى )) في النظام

- يزداد الإنتروبي عند إضافة حرارة إلى الجسم .

- ينقص الانتروبي عند نزع حرارة من الجسم .

- لا يتغير الانتروبي إذا بذل الجسم شغلا دون أن تتغير درجة الحرارة .

- التغير في الانتروبي : مقدار كمية الحرارة المضافة إلى جسم مقسومة على درجة حرارة ذلك الجسم بالكلفن  ويعبر عنها بالعلاقة  :



S = التغير في الانتروبي  ، Q = كمية الحرارة المضافة إلى الجسم ، T = درجة حرارة الجسم

- القانون الثاني للديناميكا الحرارية : ينص على أن العمليات الطبيعية تجري في اتجاه المحافظة على الإنتروبي الكلي للكون  أو زيادته .

- إذا لم يتخذ إجراء يحافظ على انتظام الأشياء وترتيبها فإنها ستصبح أكثر عشوائية .





تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^