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 ...^_^
اشكر صاحب او صاحبة الموقع هذا على الملخصات في قمة الروعة والله يجعلها في ميزان حسناتك
ردحذفشكرا شكرا على المجهود بسالك سوال لتمهيد الدرس .؟ كيف
ردحذف