ملخص درس درجة الحرارة والطاقة الحرارية – الطاقة الحرارية

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

ملخص درس درجة الحرارة والطاقة الحرارية – الطاقة الحرارية

نبدأ على بركة الله ...

- الطاقة الحرارية : مقياس للحركة الداخلية لجزيئات الجسم

-  تمتلك جزيئات الغاز طاقة حركية خطية ، طاقة حركية دورانية ، طاقة وضع .

-  تنتقل الطاقة بين الجزيئات نتيجة تصادمها مع بعضها البعض .

- تتحرك جزيئات الغاز بحرية أما جزيئات المادة الصلبة فلا تتمكن من الحركة بحرية

- تعرف الطاقة الحرارية أيضا بانها : الطاقة الكلية لجزيئات الغاز .

- تتناسب الطاقة الحرارية في الجسم مع عدد الجزيئات فيه

- علل : يتمدد البالون المملوء بغاز الهليوم عند تعريضه لأشعة الشمس .

  لان طاقة أشعة الشمس تجعل ذرات الغاز تتحرك أسرع فتصطدم بجدران البالون بمعدل أكبر

- علل : لا توجد درجة حرارة للفراغ . لعدم وجود جزيئات في الفراغ .

- درجة حرارة الجسم تتناسب طرديا مع متوسط الطاقة الحركية للجزيئات فيه .

- درجة حرارة الجسم لا تعتمد على عدد الجزيئات فيه .

- متوسط طاقة جزيئات الجسم الساخن أكبر من متوسط طاقة جزيئات الجسم البارد .

- متوسط طاقة حركة جزيئات الجسم يساوي قسمة الطاقة الحركية الكية للجسم على عدد جزيئات الجسم .

- حالة الاتزان الحراري : الحالة التي يتساوى عندها معدلا تدفق الطاقة بين جسمين متلامسين .

- عند حدوث الاتزان الحراري بين جسمين متلامسين ....

        ·        يتساوى معدل تدفق الحرارة بين الجسمين المتلامسين .

        ·        درجة حرارة الجسم الأول تساوي درجة حرارة الجسم الثاني

- مقاييس الحرارة "أجهزة قياس الحرارة " :

        ·        عملها :

1.     يجعل الأنبوب الزجاجي لمقياس الحرارة ملامسا للجسم الساخن .

2.     تتصادم جزيئات الجسم بجزيئات زجاج مقياس الحرارة فتنتقل الطاقة من الجسم الساخن إلى زجاج مقياس الحرارة عن طريق عملية التوصيل .

3.     عند الاتزان الحراري بين مقياس الحرارة والجسم يسجل المقياس درجة حرارة الجسم .

        ·        أنواعها :

1.     مقاييس الحرارة المنزلية : يتمدد الكحول الملون مشيرا إلى درجة الحرارة .

2.     مقاييس الحرارة السائلة – البلورية : يتغير لون البلورة بتغير ترتيب السوائل البلورية .

3.     مقاييس الحرارة الطبية : تستخدم دوائر إلكترونية حساسة للحرارة .

4.     مقاييس الحرارة في محركات المركبات : تستخدم دوائر إلكترونية حساسة للحرارة .

- أنظمة قياس درجة الحرارة :

       ·        أنواعها :

النظام	الوحدة	درجة تجمد الماء	درجة غليان الماء عند مستوى سطح البحر
سلسيوس	0C	0	100
فهرنهايت	0F	32	212
كلفن	K	273	373

       ·        لدرجات الحرارة في الكون مدى واسع ..

1.     لا يوجد حد أعلى لدرجات الحرارة

2.     يوجد حد أدنى لدرجات الحرارة يسمى الصفر المطلق ويساوي -273 ⁰C

       ·        عند تبريد غاز مثالي إلى درجة الصفر المطلق :

1.     تتلاشى الفراغات بين الذرات

2.     حجم الغاز المثالي مساو لحجم ذرات هذا الغاز

3.     تفقد ذرات الغاز المثالي طاقتها كاملة

       ·        علل : في المسائل العلمية والهندسية يستعمل مقياس كلفن بدلا من مقياس سلسيوس .

لاحتواء مقياس سلسيوس على درجات حرارة سالبة مما يوحي بأن طاقة الحركة سالبة وهذا مستحيل .

       ·        يمكن الوصول إلى درجات الحرارة المنخفضة جدا من خلال جعل الغازات سائلة .

       ·        للتحويل من نظام السلسيوس إلى الكلفن فإننا نستخدم القانون التالي :

حيث أن Tk = درجة الحرارة حسب مقياس كلفن (K) و TC = درجة الحرارة حسب مقياس سلسيوس (⁰C)

- الحرارة : الطاقة التي تتدفق من الجسم الساخن إلى الجسم البارد تلقائيا .

- إذا امتص الجسم الحرارة فإننا نستخدم الرمز (+) للتعبير عن ذلك

- إذا بعث الجسم الحرارة فإننا نستخدم الرمز ( - ) للتعبير عن ذلك

- طرق انتقال الحرارة :

طريقة انتقال الحرارة	الوسط الناقل
التوصيل الحراري	المواد الصلبة
الحمل الحراري	السوائل والغازات
الإشعاع الحراري	الفراغ

- التوصيل الحراري : عملية نقل الطاقة الحركية عند تصادم الجزيئات بعضها ببعض .

- علل : عند تسخين طرف قضيب معدني فإن الطرف الآخر للقضيب يسخن أيضا .

بسبب انتقال الطاقة الحرارية عند تصادم الجزيئات المتلامسة بعضها ببعض .

- الحمل الحراري : حركة المائع في السائل أو الغاز بسبب اختلاف درجات الحرارة .

- يحدث الحمل الحراري عند وضع دورق ماء على اللهب ...

      ·        تسخن جزيئات الماء فيخف وزنها وترتفع إلى أعلى .

      ·        تنزل الجزيئات الباردة لتحل محل الجزيئات الساخنة

      ·        تتدفق الحرارة بين الماء الساخن الصاعد والماء البارد النازل .

- الإشعاع الحراري : انتقال الطاقة الحرارية بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ .

- نواتج الحمل الحراري :

      ·        للغازات في الغلاف الجوي : الاضطرابات الجوية ومثالها العواصف الرعدية .

      ·        للتيارات المائية في المحيطات : التغير في أنماط الطقس .

- السعة الحرارية النوعية : كمية الطاقة التي يجب أن تكتسبها المادة لترتفع درجة حرارة وحدة الكتل من المادة درجة سيليزية واحدة .

- تزداد درجة حرارة الجسم عند تدفق الحرارة إليه وتعتمد الزيادة على :

      ·        كتلة الجسم

      ·        نوع المادة

- علل : تعمل الشمس على تسخين رمل الشاطئ وماء البحر معا إلا أن رمل الشاطئ يسخن أسرع من ماء البحر .

لان السعة الحرارية النوعية للرمل أقل منها للماء .

- العوامل المؤثرة في الطاقة الحرارية المكتسبة والمفقودة :

       ·        كتلة الجسم

       ·        التغير في درجة حرارة الجسم

       ·        السعة الحرارية النوعية لمادة الجسم

- يمكننا حساب الطاقة الحرارية المكتسبة أو المفقودة من خلال القانون التالي :

حيث Q = الطاقة الحرارية المكتسبة أو المفقودة ، m = كتلة الجسم  ، C =السعة الحرارية النوعية للمادة ، Tf = درجة الحرارة النهائية ، Ti = درجة الحرارة الابتدائية

- لإيجاد تكلفة استخدام الطاقة الكهربائية فإننا نستخدم القانون التالي :

- المسعر : أداة تستخدم لقياس التغير في الطاقة الحركية .

- يستخدم المسعر في :

      ·        قياس التغير في الطاقة الحرارية

      ·        قياس التفاعلات الكيميائية

      ·        قياس محتوى الأطعمة من الطاقة

    

- مبدأ عمل المسعر : مبدأ حفظ الطاقة في النظام المغلق والمعزول .

- مبدأ حفظ الطاقة : الطاقة الحركية في النظام المغلق والمعزول للجسم الأول مضافا إليها الطاقة الحرارية للجسم الثاني تساوي مقدارا ثابتا .

- EA+EB = ثابت   ، حيث EA = الطاقة الحرارية للجسم A  و EB = الطاقة الحرارية للجسم B

- نظام مغلق ومعزول مكون من جسمين متلامسين الأول ساخن والآخر بارد ..

      ·        تتدفق الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد فتنقص طاقة الأول وتزيد طاقة الثاني بالمقدار نفسه .

      ·        التغير في طاقة الجسم الساخن سالب والتغير في طاقة الجسم البارد موجب .

      ·        الطاقة الكلية للنظام ثابتة .

      ·        تنقص درجة حرارة الجسم الساخن وتزيد درجة حرارة الجسم البارد .

      ·        عند الاتزان درجة الحرارة النهائية للجسم الأول تساوي درجة الحرارة النهائية للجسم الثاني وتساوي درجة الحرارة النهائية للنظام .

- درجة الحرارة النهائية للنظام عند الاتزان :

لجسمين من النوع نفسه ولهما نفس الكتلة :

حيث Tf = درجة الحرارة النهائية للنظام ، A,B = الجسمان المتلامسان  ، m = كتلة الجسم ، C = السعة الحرارية النوعية للمادة ، T = درجة حرارة الجسم .

- تقسم الحيوانات اعتمادا على درجة حرارة أجسامها إلى ..

       ·        متغيرة درجة الحرارة : تتغير درجة حرارة أجسامها تبعا للبيئة المحيطة مثل السحلية .

       ·        ثابتة درجة الحرارة : تتحكم في درجة حرارة أجسامها داخليا مثل الثدييات .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^