res

8
ﺍﳌــﺎﺩﺓ: ﻓﻴـﺰﻳــﺎﺀ ﺍﳌﺴﺘـﻮﻯ: ﺍﻟﺴﻨﺔ ﺍﻟﺜﺎ ﺔ ﻋﻠﻮﻡ ﲡﺮﻳﺒﻴﺔــﺎﻝ: ﺍﳌﺎﺩﺓ ﻭ ﲢﻮﻻ. ﺍﻷﺳﺘــﺎﺫ: ﻋﺎﻳﺐ ﻛﻤﺎﻝ ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ5 : ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ1 - ﺍﳌﺮﻛﺒﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔth E : 1 - 1 - ﺍﳌﺮﻛﺒﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔ ﻭ ﺍﻟﺘﺤﻮﻝ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ: ﻬﺮﻳﺔ ﳉﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﳌﺎﺩﺓ ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﳊﺮﻛﻴﺔ ﺍ ﻳﺆﺩﻱ ﺇﱃ ﺗﻐﲑ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﳉﻤ ﻠﺔ) ﺗﻐﲑ ﺍﳌﺮﻛﺒﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔth E ( ، ﻭﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻟﻠﺠﻤﻠﺔ ، ﻭﻳﻘﺎﺱ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺘﻐﲑ ﰲ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﺑﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ ﺑﲔ ﺍﳉﻤﻠﺔ ﻭ ﺍﻟﻮﺳﻂ ﺍﳋﺎﺭﺟﻲ. 1 - 2 - ﺎ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ ﺍﻟﻌﻮﺍﻣﻞ ﺍﻟﱵ ﻳﺘﻌﻠﻖ: ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﻄﺎﻗ ﺔ ﺍﶈﻮﻟﺔQ ﺑﲔ ﻛﻤﻴﺘﲔ ﻣﻦ ﺍﳌﺎﺩﺓ ﺗﺘﻌﻠﻖ ﺑﻜﻤﻴﺔ ﻭ ﻃﺒﻴﻌﺔ ﻭ ﺍﻟﻔﺮﻕ ﺑﲔ ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ﺍﻹﺑﺘﺪﺋﻴﺔ ﺍﻟﻨﻬﺎﺋﻴﺔ ﻟﻜﻞ ﻣﺎﺩﺓ ﺗﻔﻘﺪ ﺃﻭ ﺗﺴﺘﻘﺒﻞ ﻃﺎﻗﺔ ﺑﺘﺤﻮﻳﻞ ﺣﺮﺍﺭﻱ ، ﺣﻴﺚ ﻳﺴﺎﻭﻱ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﻟﺘﻐﲑ ﰲ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔth Q E =∆ - ﺇﺫﺍ ﻛﺎﻧﺖm ﻛﺘﻠﺔ ﺍﳉﺴﻢ ﻭf i T T T = - ﰲ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﳉﺴﻢ ﺍﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ ﻓﺈﻥ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳌﻜﺘﺴﺐ ﺍﻹﺭﺗﻔﺎﻉ ﻣﻦ ﻃﺮﻑ ﻫﺬﺍ ﺍﳉﺴﻢ ﻳﻜﻮﻥ ﺑﺎﻟﺸﻜﻞ: ( f i Q mc T T = - . ﲝﻴﺚc : ﻋﺪﺩ ﺛﺎﺑﺖ ﻳﺘﻮﻗﻒ ﻋﻠﻰ ﻃﺒﻴﻌﺔ ﺍﳉﺴﻢ ﻭ ﻳ ﺴﻤﻰ ﺑﺎﻟﺴﻌﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ- ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔc : ﺗﻌﺮﻑ ﻛﻤﺎﻳﻠﻲ: ( 29 f i Q c mT T = - ﻭﺣﺪ0 / J Kg C ﺃﻭ0 / cal gC . - ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﻳﺔC ﺃﻭμ : ﺗﻌﺮﻑ ﻛﻤﺎﻳﻠﻲ: C mc = ﻓﻴﺼﺒﺢ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ: ( ( f i f i Q T T CT T μ = - = - . ﲤﺮﻳﻦ ﺗﺪﺭﻳﱯ: - ﻣﺎﻫﻲ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻟﺮﻓﻊ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺓ2 L ﻣﻦ ﺍﳌﺎﺀ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺗﻪ ﺍﻹﺑﺘﺪﺍﺋﻴﺔ0 20 C ﺇﱃ ﺍﻟﺪﺭﺟﺔ0 50 C 2 - ﻋﱪ ﻋﻦ ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﺑﺎﳉﻮﻝ: ﲝﻴﺚ1 4,185 cal J = ، 1 / Kg L ρ = ، 0 1 / c cal g C = . ** ﺍﳊﻞ: 1 - ﺣﺴﺎﺏQ : ﻟﺪﻳﻨﺎ( f i Q mc T T = - ﲝﻴﺚ: 0 50 20 30 f i T T T C = - = - = 3 1 2 2 2 10 m V Kg g ρ = × = = × ﻭ ﻣﻨﻪ: 3 2 10 1 30 Q = × ×× 3 60 10 Q cal = × 2 - ﺍﻟﺘﻌﺒﲑ ﻋﻦ ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﺑﺎﳉﻮﻝ: 3 60 10 4,185 Q = × × 3 251,1 10 Q J = × ** ﲤﺮﻳﻦ13 110 ) ﻙ ﻡ( ** ﲤﺮﻳﻦ14 110 ) ﻙ ﻡ( 1 - 3 - ﻓﻌﻞ ﺟﻮﻝ: ﻓﻌﻞ ﺟﻮﻝ ﻫﻮ ﺍﻟﺘﺤﻮﻳﻞ ﺍﳊﺮﺍﺭﻱ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺮﺍﻓﻖ ﻣﺮﻭﺭ ﺗﻴﺎﺭ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﰲ ﻧﺎﻗﻞ ، ﲝﻴﺚ ﻳﺴﺘﻘﺒﻞ ﺍﻟﻨﺎﻗﻞ ﻃﺎﻗﺔ ﺑﺘﺤﻮﻳﻞ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻲe W ﻭ ﳛﻮﳍﺎ ﺇﱃ ﺍﻟﻮﺳﻂ ﺍﳋﺎﺭﺟﻲ ﺑﺘﺤﻮﻝ ﺣﺮﺍﺭﻱQ ، ﺣﻴﺚ: e W Q = ** ﻧﺸﺎﻁ: ﳓﻘﻖ ﺍﻟﺘﺮﻛﻴﺐ ﺍﳌﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﻣﺴﻌﺮ ﺣﺮﺍﺭﻱ ﻭ ﻟﻮﺣﻘﻪ، ﻣﻌﺪﻟﺔ ، ﺃﻣﺒﲑ- ﻣﺘﺮ ، ﻓﻮﻟﻂ ﻣﺘﺮ ﻣﻘﺎﻭﻣﺔ ﻟﺘﺴﺨﲔ ﺍﳌﺎﺀ500 R = . ** ﻧﻀﻊ300 m g = ﻣﻦ ﺍﳌﺎﺀ ﰲ ﺍﳌﺴﻌﺮ ﻭ ﻧﻐﻠﻖ ﺍﻟﻘﺎﻃﻌﺔ ﻭ ﻧﺴﺠﻞ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋ ﻛﻠﻤﺎ ﻛﺎﻥ ﺍﻟﺘﻐﲑ ﰲ ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ0 10 C θ = : 1 - ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﳌﻜﺘﺴﺒﺔ ﻣﻦ ﻃﺮﻑ ﺍﳌﺎﺀ. ﺑﺎﳘﺎﻝ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ﻟﻠﻤﺴﻌﺮ ﻭ ﻟﻮﺍﺣﻘﻪ: ( f i Q mc C θ θ θ = - = ⋅∆ ** ﻗﻴﻤﺘﻬﺎ: 300 4,185 10 Q Q mc θ = × × = ⋅∆ 12555 Q J = 2 - ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ ﺍﶈﻮﻟﺔ ﺇﱃ ﺍﳌﻘﺎﻭﻣﺔ: 2 e E RI t = ، ﻗﻴﻤﺘﻬﺎ ﻋﻨﺪ ﻛﻞ ﺗﻐﲑ ﻭﺟﺪﻧﺎ: 2 12500 e E RI t J = = 3 - ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﳓﻔﺎﻅ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ: ( 2 f i e RI t mc E Q θ θ ⋅∆ = - = 4 - ﻧﻼﺣﻆ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞe Q E ﻭ ﻫﺬﺍ ﻣﺎ ﻳﻨﺺ ﻋﻠﻴﻪ ﻗﺎﻧﻮﻥ ﺟﻮﻝ

Upload: zemoussa

Post on 26-Oct-2015

114 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Res

ة علوم جتريبيةينالسنة الثا :املستـوى فيـزيــاء :املــادة

عايب كمال :األستــاذ .املادة و حتوالا :اــال

الطاقة الداخلية : 5الوحدة

:thEاملركبة احلرارية للطاقة الداخلية -1 : املركبة احلرارية و التحول احلراري -1-1

وارتفاع الطاقة ،) thE تغري املركبة احلرارية( لة يؤدي إىل تغري درجة حرارة اجلم ارتفاع الطاقة احلركية اهرية جلسيمات املادة

.، ويقاس هذا التغري يف الطاقة الداخلية بقيمة التحويل احلراري بني اجلملة و الوسط اخلارجي الداخلية للجملة

: العوامل اليت يتعلق ا التحويل احلراري -1-2

لكل مادة تفقد أو تستقبل النهائية و بكمية و طبيعة و الفرق بني درجة احلرارة اإلبتدئية تتعلق بني كميتني من املادة Qة احملولةقيمة الطاق

thQ طاقة بتحويل حراري ، حيث يساوي هذا التحويل التغري يف الطاقة الداخلية E= ∆

f كتلة اجلسم و m إذا كانت - iT T T∆ = اإلرتفاع يف درجة حرارة اجلسم الناتج عن التحويل احلراري فإن التحويل املكتسب −

): من طرف هذا اجلسم يكون بالشكل )f iQ mc T T= −.

بالسعة احلرارية الكتليةسمى عدد ثابت يتوقف على طبيعة اجلسم و ي : cحبيث

) :تعرف كمايلي : cالكتلية السعة احلرارية -أ )f i

Qc

m T T=

−J/0 وحدا Kg C 0 أو/cal g C .

C: تعرف كمايلي : µأو Cاحلرارية السعة -ب m c= ): فيصبح التحويل احلراري ⋅ ) ( )f i f iQ T T C T Tµ= − = −.

: مترين تدرييب

2 التحويل الالزمة لرفع درجة حرارة قيمةماهي - L 020 من املاء درجة حرارته اإلبتدائية C 050 إىل الدرجة C

1حبيث : عرب عن النتيجة باجلول -2 4,185cal J= ، 1 /Kg Lρ = ،01 /c cal g C= .

:احلل **

) لدينا : Q حساب -1 )f iQ mc T T= 050 : حبيث − 20 30f iT T T C∆ = − = − =

31و 2 2 2 10m V Kg gρ= × = × = = 32: و منه × 10 1 30Q⇐ = × × × 360 10Q cal= ×

360 : التعبري عن النتيجة باجلول -2 10 4,185Q⇐ = × × 3251,1 10Q J= ×

)ك م ( 110 ص 14مترين ** )ك م ( 110 ص13مترين **

فعل جول هو التحويل احلراري الذي يرافق مرور تيار كهربائي يف ناقل ، حبيث يستقبل الناقل طاقة بتحويل كهربائي : فعل جول -1-3

eW و حيوهلا إىل الوسط اخلارجي بتحول حراري Q حيث ، :eW Q=

500Rمتر ، فولط متر مقاومة لتسخني املاء - معدلة ، أمبري، حنقق التركيب املتكون من مسعر حراري و لوحقه :نشاط ** = Ω.

300mنضع ** g=010ج كلما كان التغري يف درجة احلرارة من املاء يف املسعر و نغلق القاطعة و نسجل النتائ Cθ∆ = :

): بامهال السعة احلرارة للمسعر و لواحقه . عبارة الطاقة املكتسبة من طرف املاء -1 )f iQ m c Cθ θ θ= ⋅ ⋅ − = ⋅ ∆

300 :قيمتها ** 4,185 10Q Q m c θ= × × ⇐ = ⋅ ⋅∆ ⇐ 12555Q J=

2: عبارة الطاقة الكهربائية احملولة إىل املقاومة -2eE R I t= ⋅ 2 : وجدنا قيمتها عند كل تغري ، ⋅ 12500eE R I t J= ⋅ ⋅ =

): معادلة احنفاظ الطاقة -3 )2f i eR I t m c E Qθ θ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅ − ⇐ =

eQنالحظ من خالل النتائج -4 E≈ و هذا ما ينص عليه قانون جول

Page 2: Res

: الكيميائية–املركبة املنسوبة للحالة الفيزيائية -2 .ادة امل جزيئاتالطاقة الالزمة لتالشي الروابط اليت كانت تتماسك ا هي : طاقة التماسك -2-1

هو إال تغري شدة طاقة التماسك املوافقة احلالة الفيزيائية ماتغري إن :التحويل احلراري يف حالة تغري احلالة الفيزيائية للمادة -2-2

Q : تكون عبارة التحويل كمايلي .اليت تتماسك ا جزيئات املادة لتالشي أو تكوين الروابط m L= ⋅

Q : التحويل احلراري( )J، m : كتلة اجلسم( )Kg ، L : السعة الكتلية لتغري احلالة ( )/J Kg

Q : و تكتبL كل حتول متيزه السعة الكتلية: الة و التحوالت احلرارية املوافقة تغريات احل-2-3 m L= ⋅

F هو حتول ماص للحرارة :Fusionاإلنصهار** FQ m L= ⋅

): حبيث - )( )0, 660 404 /FL C Al Kj Kg= 335 /Kj Kg=) جليد(( )00FL C )ت الضغط اجلويحت ( 0SQيف عملية اإلنصهار و يعكسه يف اإلشارة و هو حتول ناشر للحرارة و التحول هو نفسه :Solidificationالتجمد** p -

0S: حبيث - F FQ Q m L= − = − ⋅ p

V هو حتول ماص للحرارة :Vaporisationالتبخر** VQ m L= 2261 : حبيث - ⋅ /Kj Kg=) ماء(( )0100VL C

0L :حبيث هو حتول ناشر للحرارة :Liquéfactionالتمييع ** V VQ Q m L= − = − ⋅ p

زمة ال الطاقة ال يل احلراري الالزم الحتراق مادة ، أي ثل التحو مت LEطاقة الرابطة الكيميائية هي : LE الكيميائية طاقة الرابطة -2-4

. طع روابط و تتكون روابط أخرى حيث تقالذرات لتغيري الروابط الكيميائية نتيجة التفاعل بني

40m كتلة نضع :نشاط -ج g= 1 يف علبة من األملنيوم و نسخنها ملدة من املاء min فنجد التغري )غاز البوتان ( بواسطة قداحة

يف درجة احلرارة015 Cθ∆ 04,185: حبيث = /ec J g C=

. ضياع يف الطاقة بفرض عدم و جود، احلصيلة الطاقوية للجملة -1

: لدينا Q الطاقة املكتسبة من طرف املاء-2

( )40 4,185 15 e f iQ Q m c θ θ= × × ⇐ = ⋅ ⋅ − ⇐2500Q J≈

1 اليت تتحرر عن احتراق LEج الطاقة ا استنت-3 g من الوقود

30,58:حبيث /g cmρ 30,26V حجمه املستهلك و = cm=

0,15 :كتلة الوقود املستهلك** 0,58 0,26m g m m Vρ= ⇐ = × ⇐ = ×

2500LE: جند أن PQ بامهال الطاقة الضائعة** Q J= =

لدينا 0,15 2500

1 ?L

L

g E Q J

g E

← = = ← =

:و منه 1 2500

0,15LE×⇐ =16600LE J=

** LE :16600 املتحررة عن احتراق الوقود طاقة الرابطة /LE J g= .

20نضع :2 نشاط -ب g ا و بعدها مباشرة نشعل القداحة و نضعها حتت اء يف علبة أملنيوم و نسخنها حىت الغليان من املمث نقوم بوز

2m : فنجد كتلة املاء املتبخر نقيس، العلبة ، ننتظر دقيقة أو دقيقتني حىت تتبخر كمية من املاء ، مث نعيد وزن املاء املتبقي يف العلبة g=

0,2m : تقريبا فوجدنارر من القداحةيس كتلة الوقود املتحقن - g′ = .

. PQبامهال الطاقة الضائعة احلصيلة الطاقوية -1

: PQو بامهال الطاقة الضائعة من النشاط السابق -2

1وجدنا g 16600من الوقود حررت J

القداحة

2iE′

1iE′ 2iE

1iE

املاء

Q

LE

L iE E Q= ∆ =

القداحة

2iE′

1iE′ 2iE

1iE

خر املتب املاء

Q′

LE

L iE E Q′= ∆ =

Page 3: Res

2mو من أجل تبخر ** g= 0,2 جب احتراقء ومن املاm g′ : ′Q من الوقود فتكون الطاقة املتحررة =

16600 1

0, 2 16600 3320........ 0,2

Q J gQ J

Q J m g

= ←′⇐ = × = ⇐ ′ ′= ← = 3320Q J′ =

1ج الطاقة احلرارية اليت تكتسبها كتلة ا استنت-4 g أي (من املاء لكي تتبخر VLملاء تبخر ا ل ( .

** VL : 1اليت يكتسبها ة احلرارية الطاقهي g السعة الكتلية للتبخر (( لكي تتبخر من املاء((

2لكي تتبخر ( 3-من السؤال g(: 3320 23320

.... 12VV

Q J m gL J

Q L J g

′ = ← == ⇐ ′ ′= = ←

⇐ 1660 /VL J g=

:و جدنا يف النشاط السابق -5

16600 :طاقة الرابطة الكيميائية أن /LE J g= 1660: ) طاقة التماسك ( لتبخر املاء الطاقة احلراريةو لدينا /VL J g=

10L: نالحظ أن VE L=

LE : تعادل عدة أضعاف طاقة التماسك LEيكون دوما طاقة الرابطة الكيميائية نستنتج أنه ** Qfff

: قياسات حرارية-3 : قياس السعة احلرارية الكتلية لإلنصهار اجلليد **

نضيف إىل ، 1T و درجة حرارته اإلبتدائية c سعته احلرارية الكتليةMايف مسعر حراري نضع كمية من املاء كتلته :نشاط **

0يف حالة حتول إىل سائل درجة حرارا m كتلتها املسعرقطعة جليد2 0T C= ، بعد التوازن نقيس درجة احلرارة النهائية فنجدها fT

: القياسات**

، فعند التوازن يفقد املسعر كمية حرارة املاء + السعة احلراية للمسعر و لواحقه C إذا كانت **

( )( )1 1 0fQ Mc C T T= + − p

) ، و هذا يتطلب حتويال حراريا مكتسبا fTار اجلليد تصبح لديه درجة حرارة اجلملة عند انصه** )02 0 FQ C m L=

) : و كذلك يكتسب كمية من احلرارة هي )3 2 0fQ m c T T= − f 1 :ماجلملة معزولة أي جمموع التحويالت احلرارية معدو ** 2 3 0Q Q Q+ + =

): ومنه )( ) ( )1 2 0f f FMc C T T m c T T m L+ − + ⋅ − + ⋅ = ⇐ ( )( ) ( )1 2f f

F

Mc C T T m c T TL

m

+ − + ⋅ −=

: قياس السعة احلرارية ملسعر حراري **

): حيتوي مسعر ماء )01 1100 , 20m g T C= ) : يصب فوقه ماء ساخن = )0

2 2200 , 64m g T C= =.

Cلسعة احلرارية أحسب ا - 040fTللمسعر إذا كان ′ C=. 04185: حبيث /c J Kg C=

:احلل **

)) : يكسب ( املسعر و املاء - ) ( )1 1 1 1 0f fQ m c T T C T T′= − + − f

)) : يفقد ( املاء الساخن - )2 2 2 0fQ m c T T= − p

1 : اجلملة معزولة أي جمموع التحويالت احلرارية معدوم** 2 0Q Q+ =

) :ومنه ) ( ) ( )1 1 1 2 2 0f f fm c T T C T T m c T T′⇐ − + − + − = ( ) ( )

( )2 2 1 1

1

f f

f

m c T T m c T TC

T T

− − − −′ =

: فنجد ( ) ( )

( )0,1 4185 40 64 0,1 4185 40 20

40 20C

− × − − × −′ =

−083,7 : ومنه /C J C′ =

Page 4: Res

الكتاب املدرسيمتارين: تقومي الوحدة

:1ن لتمريا**

.هلذه اجلملة حدود حقيقية أو ومهية حتيط بعناصرها. نسمي مجلة كل جسم أو جزء منه أو جمموعة أجسام خنتارها قصد دراستها

: 2 التمرين**

، إذا اكتسبت مجلة ما طاقة أو فقدا فإن هذه الطاقة تكون بالـضرورة قـد الطاقة التستحدث و ال تزول ": نص مبدأ احنفاظ الطاقة

. "أخرى أو قدمتها هلا) أو مجل(أخذا من مجلة

الطاقة النهائية للجملة= الطاقة املقدمة -الطاقة املستقبلة + الطاقة اإلبتدائية للجملة

: 3 التمرين**

: تقسم هذه املركبات إىل أربعة أنواعملة و التغريات اليت تطرأ عليها ، بنوع اجلللطاقة الداخلية جلملة مركبات تتعلق

. عشوائية طاقة حركية ميكروسكوبية ناجتة عن حركة اجلسيمات املكونة للجملة و هي عادة حركة**

: طاقة كامنة ميكروسكوبية ناجتة عن كل التأثريات املتبادلة بني خمتلف مكونات اجلملة**

.طاقة الكامنة النووية الناجتة عن متاسك النواةال -

. الطاقة الكامنة الكهربائية الناجتة عن التفاعل الكهربائي بني اإللكترونات و الربوتونات املكونة لذرات اجلملة -

. الطاقة الكامنة املرونية الناجتة عن التشوه الذي حيدث لألجسام الصلبة -

. باحلالة الفيزيائية للجمالةطاقة داخلية فيزيائية تتعلق**

. طاقة داخلية كيميائية ناجتة عن التفاعل الكيميائي**

:4 التمرين**

.فان اجلملة تستقبل طاقة من الوسط اخلارجي دون أن ترتفع درجة حرارا ) ذوبان اجلليد مثال ( خالل تغري احلالة الفيزيائية جلملة : ال

:5 التمرين**

إذا ليست, للجملة أن تستقبل نفس الطاقة اليت تفقدها فان طاقتها تبقى ثابتة ولكنها تتبادل الطاقة مع الوسط اخلارجي ميكن: ال

. رورة معزولة بالض

:6 التمرين**

VQ ، التبخري و التسامي االنصهار: املاصة للحرارة هي التحوالت ** m L= ⋅ ، fQ m L= ⋅

: 7 التمرين**

VQ : ، التمييع و التكثيف التجمد-: التحوالت الناشرة للحرارة هي m L′ = − ⋅ ، fQ m L′ = − ⋅

: 8 التمرين**

m حبيث: على املدة الزمنية اليت يستغرقها هذا التحويل استطاعة حتويل حراري هي النسبة بني التحويل احلراري ** Vρ= ×

1 0,5 0,5m Kg= × = :و منه ⇐( )0,5 4185 80 20

20 60

Q m cP P

t t

θ× × − ⋅ ⋅ ∆⇐ = ⇐ = =×

105P W=

Page 5: Res

:9 التمرين**

500 :قيمة التحويل ** 3600Q Q P t⇐ = × ⇐ = × 61,8 10Q J= ×

:10 التمرين**

. معزولة ألا تتبادل الطاقة مع الوسط اخلارجيليست اجلملة -1

التمثيل املبني على الشكل-2

1 : استطاعة التحويل -3 2

2 1

6500

10

WP P

t t−= ⇐ =

⇐650P W=

:11 التمرين**

. عناصر اجلملةتكون اجلملة يف حالة غري متوازنة مث يبدأ حدوث تبادل حراري بني) مباشرة بعد وضع القطعة املعدنية ( يف البداية -

.حيدث التحويل احلراري تلقائيا من اجلملة الساخنة حنو اجلملة الباردة -

:12 التمرين**

. املادتنيحرارةعند تساوي درجة حرارما خمتلفة حيدث التوازن احلراري عند مزج مادتني درجة -1

. إذا كان التحويل احلراري املكتسب يساوي التحويل املفقود حيدث التبادل احلراري بني مادتني معزولتني عن الوسط اخلارجي -2

. مادةبالكثافة احلجمية لل ال يتعلق التحويل احلراري الكتسب أو املفقود -3

:13 التمرين**

2 : قيمة التحويل احلراري -1 390 190Q m c Q m cθ θ⇐ = ⋅ ⋅∆ = × × ⇐ = ⋅ ⋅∆ 3148,2 10Q J= ×

الداخلية الطاقةالطاقة املتغرية هي

) : استطاعة التحويل -2 )148200

3 60 5

QP P

t⇐ = ⇐ =

× + 801P W=

:15 التمرين**

Al : )الزيت + اخلضر + املاء + القدر ( ة للجملة السعة احلراري-1 Al e h hm m c Mc mc m c= + + +

: ع.ت 2 1 1

0.45 890 4185 4185 41853 4 2

C⇐ = × + + × + × × 7899 /C J Kg≈

: درجة احلرارة النهائية للجملة – 2270000

7899

QQ C

Cθ θ θ⇐ ∆ = ⇐ ∆ = ⇐ = ⋅∆ ⋅ 034 Cθ∆ ≈

20fθ: ئية للجملةدرجة احلرارة النها و منه θ⇐ = + ∆ 54f Cθ = °

:16 التمرين**

. باختيار نقطتني من البيان :حساب السعة احلرارية الكتلية للماء **

420 5 60

1 (50 20)

P t Q m cc c P

m t t

θθ

× × ⋅ ⋅ ⋅∆⇐ = ⇐ = ⇐ = =× − ⋅∆

4200 / .c J Kg C= °

1E

1 2W−

2E

1 2Q − احمليط

Page 6: Res

:17 التمرين**

باكتساب حتويل حراري من الوسط اخلارجي حىت تصبح درجة حرارة القطعة اجلليدية , قطعة اجللدية ترتفع تبدأ درجة حرارة ال-100 C وعندها تتحول حالتها من صلب إىل سائل عند نفس درجة احلرارة .

تصل درجة احلرارة النهائية إىل درجة احلرارة ,بعدما تتحول كل القطعة إىل سائل تواصل درجة احلرارة يف االرتفاع وبعد مدة كافية -

020 احمليطة C .

75 احلالة النهائية هي عبارة عن** g من املاء داخل إناء عند درجة حرارة 020 C.

∆θ∆θ : الذي امتصته القطعة اجلليديةQ قيمة التحويل احلراري -2 eefgggg cmLmcmQ ++=

0,075 : ع.ت 2090 15 75 330 0,075 4185 20Q⇐ = × × + × + × × 333, 4 10Q J≈ ×

:18 التمرين**

∆θ∆θ : لقطعة اجلليديةل الالزم Q قيمة التحويل احلراري eefgggg cmLmcmQ ++=

0,020 : ع.ت 2090 6 20 330 0,020 4185 30Q⇐ = × × + × + × × 39,36 10Q J≈ ×

:19 التمرين**

00حالة إضافة كمية من املاء عند يف ** C املضاف ن هذا األخري يفقد التحويل احلراري الذي يكتسبه املاءللماء املوجود يف الكأس فإ

mcQ)(c'm)(: حبيث feife1 θθθθ :حيث تصبح درجة احلرارة النهائية =−=−'mm

'mm if +

+=

θθθ

mcmL'Q)(c'm)( يف حالة القطعة اجلليدية عند نفس درجة احلرارة- feifef1 θθθθ −=−+=

:حيث تصبح درجة احلرارة النهائية e

fif c

L

'mm

'mm−

++

=θθθ

:20 التمرين**

:حالة املادة -1

. يف حالتها الصلبة يف الفترة أ كانت املادة-

. يف الفترة ب كانت املادة تتحول من الصلب إىل السائل-

. يف الفترة ج كانت املادة يف حالتها السائلة -

. يف الفترة د كانت املادة تتحول من السائل إىل غاز-

: أي درجة حرارة انصهار املادة هي الدرجة اليت متر ا احلالة ب-2060 Cθ =

0120 : أي أما درجة غلياا يف التحول الذي حيدث يف الفترة د Cθ =

: احلالة الصلبة يعين الفترة أيف -3400 60

60

P tc c

m θ× × ∆⇐ = ⇐ =

⋅∆ 400 /c J Kg C= °

: يف احلالة السائلة يعين الفترة ج -400 3 60

60

P tc c

m θ× × × ∆⇐ = ⇐ =

⋅∆ 1200 /c J Kg C= °

) : الفترة ب ( السعة الكتلية لالنصهار -4400 2 60

1f f f

P tL L mL P t

m

× × × ∆= ⇐ = ⇐ = × ∆

⇐ 4800 /fL J Kg=

) : الفترة د (السعة الكتلية للتبخري 400 4 60

1v v v

P tL L mL P t

m

× × × ∆⇐ = ⇐ = ⇐ = × ∆9600 /vL J Kg=

0

20

40

60

80

100 120 140 160 180

0 5 10 15

ب

أ

ج

د

(mn)

Page 7: Res

:21 التمرين**

: تعيني احلالة النهائية للجملة

: التحويل احلراري الذي ميكن أن ميتصه املاء و املسعر بدون تغري احلالة الفيزيائية للماء -1

( ) ( )1 10,625 4185 15 e fQ Q M µ c θ θ= × × ⇐ = + − ⇐ 31 39, 234 10Q J= ×

00 الذي تفقده القطعة النحاسية إذا افترضنا درجة احلرارة النهائية التحويل احلراري -2 C :

( )2 20.3 390 15 Cu Cu f iQ Q m c θ θ⇐ = × × ⇐ = − 3

2 1,755 10Q J= ×

00 : نستنتج إذا أن درجة احلرارة النهائية أكرب من ** C

( )( )

36309 39234 0.3 390 25

2733 0.625 4185 0.3 390e Cu Cu i

f f fe Cu Cu

M µ c m c

m µ c m c

θ θθ θ θ

+ +− × ×⇐ = ⇐ = ⇐ =× + × + +

13.3f Cθ ≈ °

:22 التمرين**

حبيث : التحويل احلراري الذي يكتسبه املاء خالل دقيقة واحدة -1V m

m D t Dt t

ρρ

= × × ⇐ = =×

( )0,1 60 1 4185 50 60 e f iQ Q D cρ θ θ⇐ = × × × × ⇐ = × × × × − 61,25 10Q J≈ ×

,1 : التحويل احلراري الذي يولده احتراق الغاز خالل دقيقة واحدة -2 2gQ Q⇐ = × 61,5 10gQ J≈ ×

:23 التمرين**

: الشكل التايليف احلصيلة الطاقوية ممثلة -1

10 حبيث : درجة احلرارة اليت خيرج ا املاء الساخن-2 20 200S = × =

1000: طاقة اإلشعاع الشمسي 200r rE E P S⇐ = × ⇐ = × 31200 10rE W= ×

: ) االستطاعة (احلراري الذي ميتصه املاء خالل ثانية من الزمن التحويل

0,87 200 rr

QQ Q E

Eρ ρ⇐ = × ⇐ = × ⇐ =

3174 10Q J= ×

حبيث : اليت خيرج ا املاء من املسخن درجة احلرارةm

m D t Dt

= × ⇐ =

( )17400015 1

0,8 4185f f i e f ie

QQ D c

Dcθ θ θ θ θ⇐ = + ⇐ = + ⇐ = × × −

× 67f Cθ = °

:24 التمرين**

365يف هذه احلالة : الطاقة املمتصة يف احملول خالل سنة -1 24e ee

V mm D m D t D

t tρ ρ

ρ= × × × ⇐ = × × ⇐ = =

×

) : و منه )1200 1000 365 24 4185 50 365 24e eQ Q D c T Tρ⇐ = × × × × × ⇐ = × × × × × − 1236710Q J=

: كتلة البترول املكافئة -2367000

42

QM M

tep⇐ = ⇐ = 8738M tonnes=

: ترول املقتصد الب حجم-38738 1000

800 p

Mv v

ρ×⇐ = ⇐ =

310923v m=

2iE

rE

1iE

Page 8: Res

:25 التمرين**

020 حىت ترتفع درجة حرارما من 1Q ميتص اجلليد و املسعر حتويل حراري**-1 C− 00إىل C :

( )( )121 TT'c'mmcQ −+=

2Q :f2 إىل ماء و ميتص التحويل 2T اجلليد عند درجة احلرارة يتحول** mLQ =

): 3Q و تكون قطرات املاء قد فقدت التحويل** )2e3 TTc..dQ −= θ 321: و من مبدأ حنفاظ الطاقة فإن QQQ =+

. Lf مث نستنتج عبارة

حىت ترتفع درجة حرارة املسعر من -100 C 020 إىل C 1 جيب أن يستقبل حتويل حراريQ′ :

( ) ( )23e1 TT'm'cdmc'Q −++= θ

) : ′2Q و تكون قطرات املاء قد فقدت التحويل** )3e2 TT'dc'Q −= θ 21 :الطاقة فإن و من مبدأ حنفاظ 'Q'Q =

θ مث نستنتج عبارة ′ .

) : التحويل احلراري الذي فقدته قطعة األملنيوم -2 )21Al11 'T'Tcm"Q −= .

) امتص املسعر و الكمية )M m d θ θ ′= + ′2Q التحويل من املاء + ′ : ( ) ( )32ee2 T'T'm'c'd.cc.m''Q −+++= θθ

. Alc و من مساواة التحويلني نستنتج

: و من مبدأ حنفاظ الطاقة فإن التحويل املمتص من الغاز املثايل هو نفسه املفقود من قطعة األملنيوم -3

( ) ( )2331Al1 T'T4.22

vC'T'Tcm −=−

2C حيث ، C مث نستنتج عبارة M c= . الكتلية سعته احلرارية 2c و الكتلة اجلزيئية للغاز M و ×