ملخص درس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية - العلم نور

جديد

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الثلاثاء، 22 أغسطس 2017

ملخص درس تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية – الطاقة الحرارية


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 ...^_^




هناك تعليقان (2):

  1. اشكر صاحب او صاحبة الموقع هذا على الملخصات في قمة الروعة والله يجعلها في ميزان حسناتك

    ردحذف
  2. شكرا شكرا على المجهود بسالك سوال لتمهيد الدرس .؟ كيف

    ردحذف





1ZILLION Bath&BodyWorks H&M AliExpress Nike OudMilano Bangood Adidas NiseOne Mikyajy OUNASS GAP Udemy Nayomi H&M Bath&BodyWorks NICEONE