11a.3_28 thermal physics - science curriculum office ... · web viewسنقوم في هذه...

1

الحرارية Thermal Physicsالفيزياء [Type text]

2

الحرارية Thermal Physicsالفيزياء

الحرارة erutarepmeT gnirusaeM درجة 1.12.F11

األهدافالحرارة درجة مفهوم بين يفرق

الحرارة .وكميةالحرارة موازين تدريج آلية .يفسر

الحرارة موازين بين يقارنالمميزات حيث من المختلفة

.والعيوب

األساسية المصطلحاتالحرارة درجة

erutarepmeTtaeH الحرارة

حرارة ميزانretemomrehT

الحراري السلم erutarepmeT

elacsمعايرة أو تدريج

etarbilaClatigiD رقمي

الحراري االزدواج

elpuocomrehT

[Type text]

علماء بدأ التي الرئيسة الطاقة مصادر أحد الحرارة تعتبرولتطبيقاتها ألهميتها قوانينها وفهم دراسة في الفيزياء

الحرارة أن لوجدنا حولنا من نظرنا فلو حياتنا، على الواسعة. شيء كل في الطاقة أساس هي

والذي الحرارية الفيزياء علم بدراسة الوحدة هذه في سنقومالثيرموديناميكا علم العلم thermodynamicsيسمى وهذا ،

الطاقة بتبادل المتعلقة الظواهر بدراسة يهتم تجريبي علم هو . مختلفة حرارة درجات عند األجسام بين الحرارية

كم بذلك نقصد فإننا ما جسم حرارة درجة عن الحديث عندباليد، لمسه عند الجسم ذلك برودة أو سخونة درجة هي

وبناء علينا، بها الله أنعم التي النعم إحدى هي اللمس حاسةوليس كيفيا تقديرا الجسم حرارة درجة نقدر أن يمكن عليها

من أكثر ما جسم ببرودة نشعر األحيان بعض وفي كميا،ألن الحرارة، درجة نفس عند أنهما من بالرغم آخر جسم

مثال فالمعادن الحرارة، توصيل سرعة وهو مهم عامل هناكمن قطعة من اليد إلى منها الحرارة توصيل في أسرع

لدرجة دقيق مقياس هناك يكون أن توجب لذلك البالستيك،. األجسام حرارة درجة تحديد في عليه نعتمد الحرارة

الحرارة؟ هي ما . أو الحرارة رؤية يمكن وال الطاقة أشكال من شكل الحرارة

. عن ينتج فمثال، يحدثانه الذي األثر رؤية يمكن ولكن الطاقةساخنة غازات النفاثة الطائرة محركات في الوقود احتراق

. الطائرة لتحريك الالزمة القدرة فتوفر تتمدد

لقياس المستخدمة المقاييس عن الحديث في نبدأ أن قبلودرجة الحرارة كمية مفهوم بين نفرق دعنا الحرارة درجات

الحرارة.

: الحرارة وكمية الحرارة درجة بين الفرقالحرارة وكمية الحرارة درجة أن ندرك أن جدا المهم من

. واحدا شيئا وليسا مختلفان الجسم شيئان حرارة فدرجةبينما ، جزيئاته حركة طاقه معدل على دليل هي

آلخر جسم من المنتقلة الطاقة هي الحرارة .كمية

. دائمة حركة حالة في جزيئات أو ذرات من األشياء كل تتكون . معدل ويعتمد داخلية طاقة األجسام الحركة هذه وتكسب

أو ذراته تحرك سرعة مدى على للجسم الداخلية الطاقة

3


الداخلية. الجسم طاقة معدل فإن ببطء تحركت فإذا جزيئاته . يكون الجسم فإن بشدة تتحرك كانت إذا أما منخفضا يكون

. طاقة معدل الساخنة ولألجسام مرتفع داخلية طاقة معدل له . وبارد ساخن والكلمتان الباردة لألجسام مما أعلى داخلية

. الجسم حرارة درجة إلى تشيران

4

الحرارية Thermal Physicsالفيزياء11F.21.1

عر )eirolaC( السالحرارية الطاقة لقياس كوحدة الجول يستخدم الدولية الوحدات .في

يساوي الواحد والكالوري واحدة مئوية درجة الماء من جرام حرارة درجة لرفع الالزمة الطاقة بأنها تعرف والتي عر الس هي الحرارية للطاقة وحدة )(. وهناك

UTBتسمى للمقاييس البريطاني النظام في حرارية طاقة وحدة UTB هناك :حيث

إلى )( من واحدة فهرنهيتية درجة باوند واحد حرارة درجة لرفع الالزمة الطاقة بأنها الوحدة هذه )(. وتعرف

[Type text]

بتجربة الحقيقة هذه إيضاح ويمكنبحجمين: إناءان، وضع لو بسيطة

كمية فيهما ووضع النار؛ على مختلفينفي كما المستوى بنفس الماء منزمنية فترة مرور بعد نالحظ الشكل،في الماء حرارة درجة أن بسيطة

حرارة درجة من أعلى األصغر الوعاءالماء أن مع األكبر، الوعاء في الماء

مدة خالل زود قد الوعائين من كل في. الحرارة من واحدة بكمية التسخين

كالفرق الحرارة ودرجة الحرارة كمية بين الفرق أن نستنتج. الماء ومستوى الماء كمية بين

: فإن سبق ما على بناء

الحرارة Temperatureدرجة ) في ) الموجودة للجزيئات الحركية للطاقة الرقم مقياس هي

. محدد نطاق وفق الجسم( : كلفن بوحدة الحرارة درجة (. Kتقاس

الحرارة Heatكمية . الطاقة إجمالي بأنها ف وتعر الطاقة أشكال من شكل

. أن ويمكن للمادة المكونة والجزيئات الذرات لكل الحركية،جسمين، بين انتقال حالة في الطاقة أنها على إليها، ينظر

. حرارتهما درجة في مختلفينجول ) بوحدة الحرارة كمية (.Jتقاس

5


الحرارة درجة erutarepmet gnirusaeM قياس 1.12.F11

[Type text]

مقاييس وجود من بد ال كان كما، الحرارة، درجة عن للتعبير

سخونتها، أو األشياء ببرودة الشعور أن وخاصة معيارية،. كبير حد إلى نسبيالسابقة؟ العبارة معنى وضح

الثيرمومتر يسمى جهاز الحرارة درجة لقياس يستخدمThermometer.

الحرارة مقاييس Calibration ofتدريجthermometers

وأحيانا، مرجعية؛ نقاط من الحرارة درجة مقاييس تنطلق. الضبط نقاط تسمى

ودرجة الثلج، انصهار حرارة درجة مثال، النقاط، هذه من . محدد جوي ضغط تحت الماء غليان حرارة

: مقياس الحرارة درجة بها تقاس مقاييسشائعة، ثالثة وهناك . ولكل المئوي والمقياس الفهرنهايتي، والمقياس كلفن، . تحويل ويمكن معينة ميزات المقاييس هذه من مقياس

المقياسين إلى المقاييس هذه بأحد المقاسة الدرجات. عناء دون من اآلخرين،

كلفن ) (:Kمقياسدرجات إلى يشيرون عندما والباحثين، العلماء معظم يميلالمطلقة، الحرارة درجة استخدام إلى أبحاثهم، في الحرارة

مبتكـره، من اسمه اسـتمد الذي كلفن، مقياس يسـمي ما أوكلفن اللورد البريطاني، .Lord Kelvinالعالم

القيم من ويخلو المطلق، الصفر من كلفن مقياس يبدأجزيئات حركة تكون المطلق، الصفر درجة عند السالبة؛

ودرجة معدومة، الحركية الطاقة وبالتالي معدومة، المادةهي ) المقياس، هذا على الثلج غليان( 273.15Kانصهار ودرجة ،

هي ) درجة(. 373.15Kالماء، مائة القيمتين هاتين بين ويفصلمتساوية.

فهرنهايت ) (:℉مقياسالفيزيائي العالم مبتكره، إلى نسبة االسم بهذا وسمي

فهرنهايت دانييل جبريل Gabriel Danielاأللماني،Fahrenheit( .الرقم فهرنهايت جعل المقياس، هذا وفي

والرقم( )℉32 الماء؛ عندها يتجمد التي الحرارة، درجة هو ،212℉ . درجة( أقل الصفر وجعل لتبخره الحرارة درجة وهو ،

. وقسم والملح والماء الثلج من خليط من عليها حصل حرارة،إلى ) الغليان، ودرجة التجمد درجة بين ( 180المدى، قسما

متساويا.

6


المئوي ) (:℃المقياسأندرسسيلسيوس السويدي، الفلك عالم Andersقدم

Celsius . درجة فيه جعل الحرارة لدرجات عشريا مقياسا ، درجة ) عند الثلج عند( ℃0انصهار الماء غليان درجة وجعلت ،

والغليان،( ℃100درجة ) التجمد درجتي بين المدى، وقسم ؛. 100إلى ) الثيرمومتر،( على ويطلق متساوية درجة

. المئوي الثيرمومتر فيه، المستخدم

7


والمئوي كلفنكلفن؛ مقياس في الدرجات تقسيمات بالضبط تساوي المئوي، المقياس في الدرجات تقسيمات

الماء )( غليان ودرجة الثلج، انصهار درجة بين المقياسين، في درجة .فهناك

ولماذا؟ جسم؟ حرارة لدرجة أدق قيمة يعطي الثالث المقاييس أي

إلى )( )( منمئوي إلى فهرنهيت من للتحويل التالية العالقة استخدام أيضا :يمكن

إلى )( )( منفهرنهيت إلى مئوي من للتحويل التالية العالقة استخدام أيضا :يمكن

[Type text]

: الثالثة المقاييس بين الفرق التالي الشكل يوضح

: الحرارة درجات تحويل معادالت

مئوي إلى فهرنهيت مئوي من إلى فهرنهيت فهرنهيت من إلى مئوي فهرنهيت من إلى مئوي منT C=

59×(T F−32)T F=( 9

5×T C)+32

مئوي إلى كلفن مئوي من إلى كلفن كلفن من إلى مئوي كلفن من إلى مئوي منT C=T K−273T K=T C+273

حيث: T K :كلفن بمقياس الحرارة، درجةT C :مئوي بمقياس الحرارة، درجةT F :فهرنهيت بمقياس الحرارة، درجة

.℃10حول: )مثال فهرنهيت( درجة إلىT K=T C+273T K=10+273T K=283K

بالكلفن؟: سؤال جسمك حرارة درجة هي ما

8


الحرارة موازين retemomreht fo sepyT أنواع 1.12.F11

[Type text]

الفيزيائية الخواص بعض تغير هي الثيرمومتر عمل فكرة. الحرارة درجة تغير مع بانتظام للمواد

: منها كل وعيوب ومميزات الثرمومترات أنواع

السوائل- 1 تمدد على يعتمد الذي الثيرمومتر) الكحول) – الزئبق

: الزئبقي- الثرمومتر أ‌

مزاياه:كله - السائل فإن وبالتالي للحرارة، جيد موصل الزئبق

. بسرعة بها المحيطة المناطق حرارة درجة إلى يصل-. األنبوب بجوانب يلتصق ال-. عالية غليان نقطة لديهوبالتالي - الحرارة، درجة في للتغيرات بسرعة يستجيب

الحساسة.-. القراءة في واضح لون له

عيوبه:-. سامة مادة الزئبق-. الثمن غاليفي - يستخدم أن يمكن ال ولذلك عالية، تجمد نقطة لديه

. للغاية منخفضة حرارة درجة لها التي المواد

: الكحولي- الثرمومتر ب‌

مزاياه:-. موحد بشكل يتمددمنخفضة )- للكحول التجمد فهي( ℃115−نقطة ولذلك ،

. للغاية المنخفضة الحرارة درجات لقياس جدا مناسبة-. لالستخدام آمن وهو بسهولة، ومتاح رخيص

9


[Type text]

عيوبه:-. األنبوب يبللفي ) - استخدامه يمكن ال منخفضة غليان نقطة لديه

.) عالية حرارة درجات ذات أماكن-. الحرارة درجة في التغيرات مع بسرعة يتفاعل ال-. اللون عديم ألنه صبغه، من بد ال

الحراري- 2 Thermocoupleاالزدواج

سلكين من الشكل في كما الحراري االزدواج ثرمومتر يتكونفي ويتالمسان التوازي على موصلين مختلفين معدنيين من

. درجة عند وصلة وضعت فإذا الطرفين أحد نهاية عند نقطةعند أي حراري توازن في وثلج ماء مثل معروفة حرارة

الحرارة درجة عند توضع األخرى والوصلة المئوي، الصفربين ينشأ الكهربائي الجهد في فرقا فإن قياسها، يراد التي

درجتي في للفرق مقياس الجهد في الفرق وهذا الوصلتين،. الوصلتين بين الحرارة

مميزاته:-. ذاتي تشغيل-. االستخدام سهل-.) بسهولة ) ينكسر ال صلب-.) الثمن ) رخيص مكلف غير-. متعددة استخدامات

عيوبه:-. خطي غير-. منخفض جهد-. منخفضة استقرارية-. منخفضة حساسية

10


[Type text]

الكهربائية- 3 المقاومة على يعتمد الذي الثرمومتر

مميزاته:-. استقرارا األكثر-. دقة األكثر

عيوبه:الثمن - غالي-. للتيار مصدر مطلوب-. استجابته في بطيء

السائل- 4 الكرستال على يعتمد الذي الثرمومترliquid crystal

كبير بشكل منتشرة السائل الكريستال ثرمومترات أصبحتبناء للبلورات اللون تغير على وتعتمد األخيرة، السنوات في

. الحرارة درجة تغير على

: مميزاتها-. جدا ودقيق االستخدام، وسهل مكلف غير

عيوبها:-. المنخفض الضوء في القراءة الصعب من

الرقمي- 5 digital thermometerالثرمومتر

مميزاته:- جدا وسهلة جدا، دقيقة الرقمية الحرارة موازين

للقراءة. عيوبه:

تبديلها - يجب وبالتالي لتعمل بطاريات تتطلب ، مكلفة. فيها الماء دخول حالة في تدمر أن يمكن باستمرار،

11


12


الحرارة refsnart taeH انتقال 2.12.F11األهداف

أقل حرارة درجة ذات منطقة إلى أعلى حرارة درجة ذات منطقة من الحرارية الطاقة انتقال آلية .يفسرالحرارة درجة في متساوية المناطق أن عن تعبر الحراري االتزان حالة أن .يستنتج

الحراري االنتقالمختلفة بينهما الحرارة درجات كانت إذا إال واحد جسم في نقطتين بين أو جسمين بين تنتقل أن للحرارة يمكن .ال

الحرارة انتقالمنزلك من أجهزة على الحرارة انتقال مبدأ طبق التوضيحي بالرسم مدعوم مصغر بحث :في

. الثالجةالتكيف . جهازالتدفئة .جهاز

األساسية المصطلحاتالحرارة refsnart taeH انتقال

الحرارية الطاقة ygrene lamrehT

الحراري االتزان muirbiliuqe lamrehT

[Type text]

البارد الماء من كوبا وضعنا إذافي كما يغلي ماء فيه وعاء فوقداخل الماء أن تتوقع هل ، الشكل

أيضا؟ سيغلي الكوب

هو سيحدث الذي ال، بالطبع اإلجابةالماء من ستنتقل الحرارة أنالماء إلى الوعاء في الساخن

الماء فيسخن الكوب في الباردإلى يصل لن ولكن الكوب داخل

المزيد سيحتاج ألنه الغليان درجةدرجة إلى يصل حتى الحرارة من

وهي ) الماء (.℃100غليان . الذي فالماء الحرارية الطاقة في تبادل هو حدث الذي إذن

للماء وأكسبها الحرارية طاقته من جزء فقد الوعاء في يغلي. فقط الكوب في البارد

آخر التاليين: :مثال الشكلين من : يبدأ الكوب األولى الحالة في

. تسخن واليد بالبرودة،

: الثلج فقطعة الثانية الحالة في أما. تبرد واليد بالسخونة، تبدأ

علم في هامة نتيجة إلى نتوصل أن نستطيع سبق ممامن تنتقل الحرارية الطاقة أن وهي الحرارية الديناميكا

ذات المنطقة إلى األعلى الحرارة درجة ذات المنطقةطريقة بأي ببعضهما جسمان يتصل عندما المنخفضة الدرجة

كانت.

الحراري االتصال Thermal contactمفهوم

13


بين يكون الحراري االتصالأن الممكن من كان إذا جسمينبذل دون الحرارية الطاقة يتبادال

شغل.الحرارة انتقال الشكل ويوضح

في ارتفاعا األكثر الجسم مناألقل الجسم إلى الحرارة درجة

تتساوي أن إلى حرارة درجةحالة إلى ويصال الحرارة درجات

. الحراري االتزاناتجاه الشكل في السهم ويوضح

. الحرارة انسياب

14


[Type text]

الحراري االتزان Thermal equilibriumمفهوماتصال بينهما كان إذا يحدث جسمين بين الحراري االتزانيساوي بينهما الحراري التبادل صافي يكون وكذلك حراري

صفر.

: بسيط حسابي مثال)aكوبان ) كما( bو( الماء من المستوى نفس لهما متماثالن

الكوب ) الشكل، حرارته( )aفي اآلخر( ℃20.8درجة والكوب ، (b( )حرارته كوب( ℃46.3درجة في بعضهما مع خلطهما عند ،

الثالث؟ الكوب في النهائية حرارتهما درجة هي ما واحدالخارجي) (. للمحيط الطاقة فقد عدم بفرض

الحل:......................................................................................................

15


الحرارة انتقال refsnart taeh fo sdohteM طرق 5,3.12.F115,

األهدافالحرارة انتقال طرق . يعدد

الحرارة انتقال طرق من طريقة لكل الحياة من األمثلة بعض . يفسرالجزيئات حركة بداللة والتوصيل بالحمل الحرارة انتقال كيفية . يفسر

باإلشعاع الحرارة انتقال .يفسر

األساسية المصطلحاتnoitcudnoC التوصيلnoitcevnoC الحملnoitaidaR اإلشعاع

[Type text]

أن يالحظ الحرارة درجة في مختلفان يتماسجسمان حينالزمن مرور مع يتناقص فيهما الحرارة درجتي بين الفرق

األعلى الجسم من انتقلت قد الحرارة إن فيقال ينعدم، حتى . في ذلك مثل ويحدث حرارة األقل الجسم إلى حرارةالحرارة من درجتين في منه جزءان كان إذا الواحد الجسمالجزء إلى الساخن الجزء من الحرارة فتنتقل مختلفتين

البارد.

: الحرارة انتقال طرق

بالتوصيل- 1 الحرارة Conductionانتقال

معدني قضيب طرف عرضنا إذاحين في ، الشكل في كما للهبفإننا اآلخر الطرف بيدنا نمسك

الطرف حرارة درجة أن نالحظباالرتفاع تبدأ للهب المعرض غيرمتعرض غير أنه مع فشيئا، شيئا

الظاهرة وهذه مباشرة، للهب. الحراري: التوصيل ظاهرة تسمى

أصال، تهتز والتي الساخن الطرف جزيئات أن وتفسيرهاتوافقية حركة تتحرك والتي

عند سرعتها تزداد بسيطة،يزداد وبالتالي التسخين،

ألنها نظرا اهتزازاتها، اتساع . ونظرا طاقة اكتسبتالجزيئات مع الصطدامها

لها تنقل فإنها المجاورة،تنتقل وبالتالي التسخين، استمرار مع فشيئا شيئا الطاقة

. آخر طرف إلى طرف من المادة عبر الحرارة

للكهرباء، التوصيل جيدة أنها قاطبة الفلزات عن والمعروفللكهرباء، الجيد وتوصيلها للحرارة، التوصيل جيدة وكذلك

للحرارة، الجيد توصيلها أما فيها؛ حرة إلكترونات وجود بسبب. معا الحرة اإللكترونات وإلى الجزيئات إلى فيعوديفقد أعلى حرارته درجة الذي الجسم أن معنا مر وقد

حرارة يكسب أقل حرارته درجة الذي الجسم وأن حرارة،سريان اتجاه أن أي الجسمين، بين اتصال حدوث عند

إلى أعلى حرارتها درجة التي النقطة من دائما هو الحرارة . أقل حرارتها درجة التي النقطة

16


سريان معدل ولكنالمواد عبر الحرارة

نوع باختالف يختلفأن ذكرنا وقد المادة،

التوصيل، جيدة الفلزاتمواد أخذنا لو ولكن

والزجاج كالخشب أخرىنجدها فإننا والفخار،

. للحرارة التوصيل رديئة

17

الحرارية Thermal Physicsالفيزياء11F.21.3,5

[Type text]

بالحمل- 2 الحرارة Convectionانتقاللهب على ماء به إناء وضعنا إذا ) اإلناء) قعر فإن حراري مصدرالماء , يسخن وبالتالي يسخن

وتقل , فيتمدد له المالمسأعلى , إلى يرتفع وبذلك كثافته

من يهبط بارد ماء محله ويحلأسفل , إلى العليا المناطق , أيضا ويرتفع الماء هذا فيسخن

. وهكذا أعلى إلىالماء جزيئات حركة خالل ومن , نقل يتم أعلى إلى ترتفع التي

السفلى المناطق من الحرارة. له العليا المناطق إلى لإلناء

الصورة بهذه الحرارة بها تنتقل التي الطريقة وتسمىالجزيئات تغادر أن تقتضي نالحظ كما وهي الحمل؛ بطريقة

. الباردة الجزيئات إلى الحرارة معها ناقلة أماكنها الساخنةأن إذ التوصيل؛ بطريقة الحرارة انتقال عن تختلف وهي

. أماكنها تغادر ال التوصيل السابقة الطريقة في الجزيئات

باإلشعاع- 3 الحرارة Radiationانتقالأمام يوما جلست أنك بد البالدفء , شعرت وأنك مدفأة

هو للذهن يتبادر الذي والسؤالالمدفأة؟ حرارة وصلتك كيف

أن يمكن ال المدفأة حرارة إنإذ بالتوصيل وصلتك قد تكون

. المدفأة تلمس ال أنكعلى , والمدفأة أنك إذ بالحمل وصلتك قد تكون ال أنها كما

. بطريقة وصلتك الحرارية الطاقة إن واحد أفقي مستوى. : اإلشعاع تسمى أخرى

مستمر فقد على يدل اإلشعاع استعملناه الذي والتعبيراألجسام , كافة من يحدث وهو الجسم سطح من للطاقة

. اإلطالق علىيحتاج ال بأنه سابقيه عن اإلشعاع بفعل الحرارة انتقال يختلف

بينهما كان ولو حتى الجسمين، بين تماس هناك يكون أن . أن يمكنها الحرارية فالطاقة والشمس األرض مثل تام فراغ

الضوء وبسرعة كهرومغناطيسية موجات شكل في تتنقلأو كلها يعكسها أو الحرارة يمتص الذي الجسم إلى تصل حتى

18


. إال به تمر الذي المحيط تسخن ال الموجات وهذه منها جزءالشمس من الطاقة وتنتقل منها، جزء األخير هذا امتص إذا

. باإلشعاع الفضاء خالل األرض إلى

19


الحمل stnerruC noitcevnoC تيارات 4.12.F11

األهدافالحمل تيارات .يعرف

والماء الهواء في الحمل تيارات حدوث أسباب .يفسروالمناخ الطقس في تحدث التي التغيرات في الحمل تيارات تؤثر كيف .يفسر

األساسية المصطلحاتالحمل تيارات

stnerruc noitcevnoCrehtaeW الطقسetamilC المناخytisneD الكثافةerusserP الضغط

البحر ezeerb aeS نسيمالبر ezeerb dnaL نسيم

[Type text]

الحمل تيارات طريق عن الحرارة انتقالHeat transfers by convection currents

) حيث ) والغازات السوائل الموائع خالل الحرارة انتقال هوإلى العالية الحرارة درجة ذات األجزاء من فيها الحرارة تنتقل

جزيئات حركة طريق عن األقل الحرارة درجة ذات األجزاء . أو السائل حرارة درجة ارتفاع عند الغاز جزيئات أو السائل

) فترتفع ) كثافته وتقل يتمدد بعضها عن جزيئاته تتباعد الغازطبقات محلها ويحل الحرارة معها حاملة أعلى إلى الجزيئات

. الحمل بتيارات يعرف ما مسببة الباردة، الغاز أو السائل

: السوائل في بالحمل الحرارة انتقال لتوضيح تجربة: التجربة أدوات

لهب ماء، به كبير زجاجي كأس) طعام ) ملون للون مصدر بنزن،

برمنجنات استخدام يمكن أو . للون كمصدر البوتاسيوم

: التجربة خطواتالطعام- ملون من قطرة ضع أ‌يسقط بحيث بحرص الماء في

. القاع في ويترسبالذي- الزجاجي الكأس سخن ب‌

الماء من كمية علي يحتويبحيث ) بنزن لهب باستخدام

القطرة أسفل اللهب يكونالملونة(.

المالحظة:المياه- طبقات إلي الصعود في الطعام ملون جزيئات تبدأ أ‌. المقابلة الجهة من ألسفل تهبط ما سرعان ثم العليا،

يتلون- حتى والهبوط الصعود بين ما التيارات هذه تستمر ب‌. بالكامل الماء

التفسير: ) معها- ) حاملة ألعلى تنتقل الساخنة السفلية المياه طبقات

) إلى ) الباردة السطحية الطبقات تهبط حين في الحرارة،أسفل.

درجة- إلى ويصل السائل يسخن حتى التيارات هذه تتكررالغليان.

االستنتاج: ) حجمه ) يزداد وبالتالي يتمدد جزيئاته تتباعد الماء تسخين عند) ( ، السطحية األخرى الماء طبقات باقي عن كثافته وتقل

لتحل الساخنة السفلية المياه طبقات لذلك نتيجة فترتفع

20


ألسفل، تهبط والتي الباردة السطحية المياه طبقات محل . يصل حتى التيارات هذه وتتكرر الحمل بتيارات يعرف ما وهو

. الغليان درجة إلى الماء

21


[Type text]

: الغازات في بالحمل الحرارة انتقال لتوضيح تجربة: التجربة أدوات

على مثبتتين متماثلتين أسطوانتينما الجهات جميع من مغلق صندوق

بالزجاج، مغطاة األمامية الجهة عدا. بخور عود شمعة،

: التجربة خطواتداخل- المشتعلة الشمعة ثبت أ‌

فتحة أسفل تكون بحيث الصندوقبالشكل ) كما اليمنى االسطوانة

المقابل(.من- األمامية الجهة أغلق ب‌

. الزجاجي الغطاء بواسطة الصندوققربه- ثم البخور من عود أشعل ج‌توجد ال التي األسطوانة أعلى من

. الدخان اتجاه الحظ الشمعة، أسفلها

المالحظة:الصندوق- داخل ثم االسطوانة داخل البخور دخان يهبط أ‌

. الشمعة لهب إلى متجهاإلى- األسطوانة فوهة من الدخان يتصاعد ما سرعان ب‌

. أخرى مرة الخارج

التفسير: ) بالحرارة- ) تتمدد الشمعة لهب فوق الساخنة الهواء طبقاتخالل من الحرارة معها حاملة ألعلى فتنتقل كثافتها وتقل

من ) الباردة الهواء الطبقات تهبط حين في االسطوانة، فوهة ) لكبر نظرا أسفل إلى اليسرى االسطوانة فوهة خالل

كثافتها.دخان- حركة مسار تتبع خالل من ذلك على االستدالل يمكن

البخور.

االستنتاج: ) يزداد- ) وبالتالي يتمدد جزيئاته تتباعد الهواء تسخين عند

فترتفع األخرى، الهواء طبقات باقي عن كثافته وتقل حجمهالهواء طبقات محل لتحل الساخنة الهواء طبقات لذلك نتيجة

ما وهو ألسفل، الباردة الهواء طبقات تهبط حين في الباردة . الغازات في الحمل بتيارات يعرف

22


23


[Type text]

: الحمل تيارات على الحياة من تطبيقاتمن- 1 بالقرب المدفأة توضع

حيث الغرفة أرض سطحالمحيط الهواء المدفأة تسخن

الهواء هذا يتمدد حيث بهاأخف يصبح وبالتالي المسخن،

) طبقة ) من كثافة أقل وزناومن به، المحيطة األبرد الهواء

ويحل أعلى إلى يصعد ثم. أبرد هواء محله

أعلى إلى ويصعد للمدفأة المجاور األبرد الهواء يسخن بعدئذ . تحرك ويسمى وهكذا أخرى أبرد هواء طبقة محله وتحل

هواء وانسياب الساخنة المنطقة عن بعيدا المسخن الهواءالمنطقة تلك نحو الحمل أبرد الحمل. تيار تيارات وتحمل

. الحجرة أنحاء كل إلى الحرارة وبالتالي الساخن، الهواء

هواء- )2 التكييف جهاز تركيبأعلى( مسافة على باردفيهبط بالحجرة، الحائط

بينما ألسفل البارد الهواءألعلى الساخن الهواء يرتفع

الحمل، بتيارات يعرف فيماعدة التيارات هذه وتتكرر

الغرفة هواء يصل حتى مرات. المرغوبة الحرارة درجة إلى

: والمناخ الطقس على الحمل تيارات أثرحيث الطقس، على التأثير في هاما دورا الحمل تيارات تلعبآلخر، مكان من واألعاصير الرياح لحركة الرئيسي السبب أنها

يتمدد الهواء فإن ما مكان في الحرارة درجة ارتفاع فعندمنخفض ضغط منطقة مكونا ألعلى ويرتفع كثافته وتقل

ضغط ) منطقة الباردة الهواء طبقات تنتقل لذلك ونتيجةالهواء( حركة ذلك فيسبب الساخن الهواء محل لتحل مرتفع

.) األعاصير) أو الرياح

24


25


[Type text]

: البر ونسيم البحر نسيمفي واضح بشكل وتظهران تحدثان طبيعيتان ظاهرتان هما

. الحمل لتيارات كنتيجة البحر شواطئ من القريبة المناطق

البحر: نسيم Sea breezeأوالالشمس أشعة أن هي البحر نسيم ظاهرة حدوث في السبب

) درجة ) من ترفع فإنها اليابسة األرض على تسقط عندما ) درجة ) ترتفع المياه وكذلك منخفض ضغط منطقة حرارتها

بين تختلف التسخين سرعة أن المعلوم من ولكن حرارتها،. ببطء يبرد وكذلك ببطء يسخن فالماء الماء، وبين اليابسة

حرارتها ألن الماء من أسرع نهارا تسخن فإنها اليابسة أمامن أقل النوعية

ومن الماء،أن المعروفالتي األجسام

حرارتها تكونفإنها أقل النوعية

أسرع تسخن . أسرع وتبرد

يؤدي وهذا أسرع تسخن نهارا اليابسة فإن سبق ما كل منوبسبب ضغطه فيقل لألرض المالمس الهواء تسخين إلى

يرتفع فإنه لذلك كثافته كذلك وتقل الهواء يتمدد التسخينالبحر فوق الموجود البارد الهواء يتحرك وعندها أعلى، إلى

ويسمى باردا الهواء هذا ويكون محله ليحل اليابسة باتجاه. نهارا منعش هواء وهو البحر نسيم

البر: نسيم Land breezeثانيافتبرد الشمس أشعة تختفي العكس، يحدث الليل في

من أسرع اليابسةوبذلك البحر، ماء

الهواء فإنفوق الموجود

يرتفع البحرهواء ألنه لألعلى

وقليل ساخنالبحر باتجاه ويتحرك اليابسة فوق من هواء فيتحرك الكثافة

. البر نسيم يسمى وهذا

26


حدوث- عن األول المسئول هي الحمل تيارات تعتبرأندرو، إعصار النينيو، إعصار مثل المدمر التأثير ذات األعاصير

. جونو وإعصار ريتا، إعصار كاترينا، إعصار فورست، إعصار

27


noitaidaR اإلشعاع 5.82.A11األهداف

باإلشعاع الحرارة انتقال .يفسراألرض إلى الشمس من الحرارة انتقال كيفية .يفسر

األساسية المصطلحاتnoitaidaR اإلشعاعmuucaV الفراغ

المادي الوسط muidem lairetaM

النوعية الحرارية yticapac taeh cificepS السعة 6.12.F11

األهدافالنوعية والحرارة النوعية الحرارية السعة مفهوم .يذكر

للجزيئات الحركة نظرية ضوء في السابقة المفاهيم .يفسراختالفها أو تناسبها حيث من للمواد الحرارية السعات قيم .يقارن

والماء للجليد للتصعيد الكامنة والحرارة لالنصهار الكامنة الحرارة يحدد

األساسية المصطلحاتالحرارة ytitnauq taeH كمية

النوعية الحرارية السعة yticapac taeh cificepS

للتصعيد الكامنة الحرارة noitaziropav fo taeh tnetaL

لالنصهار الكامنة الحرارة noisuf fo taeh tnetaL

[Type text]

المكتسبة الحرارية للطاقة الكمي القياس في الدخول قبلعلى والحرارة اللهب تفسير كان قديما أنه نذكر المفقودة أو

تسمى مرئية غير موائع فإن ما جسم تسخين عند أنه أساس. " حرارته" فترتفع الجسم إلى تضاف كالوريك

نظرية العلماء استحدث عشر التاسع القرن منتصف فيفي تكون صغيرة جسيمات من تتكون األجسام أن جديدة

. األجسام في الجسيمات هذه سرعة وتكون دائمة حركة . طاقة أن يعني وهذا الباردة األجسام في مما أكبر الساخنة

في منها الساخن الجسم في أكبر الجزيئات هذه حركة ( . الحركة نظرية النظرية هذه على وأطلق البارد الجسم

الجزيئية(.

الشكل لنا يوضح أن ويمكنلألجسام النظرية هذه المقابل

الجزيئات تمثل حيث الصلبةمعدومة نوابض تربطها بكرات

القوة تمثل الكتلةتربط التي الكهرومغناطيسية

. حيث بعضهما مع الجزيئات وإيابا ذهابا الجزيء يهتز

حيث بسيطة توافقية بحركةتمدد على االهتزاز هذا يعمل . تحتوي لذا النوابض وانكماشعلى الصلبة المادة جزيئات

طاقة مع أيضا وضع طاقةيمثل بحيث الحركة

الجزيئات لكل مجموعهما. للجسم الحرارية الطاقة

على يحتوي الساخن فالجسمالجسم من أكثر حرارية طاقةكل أن يعني ال وهذا الباردالطاقة نفس تمتلك الجزيئات

لجميع الطاقة معدل وإنما . وبالتالي أكبر يكون الجزيئاتالجزيئية الحركة نظرية تفسراألجسام حرارة ارتفاع سبب

الحركة طاقة معدل زيادة إلى . وبالتالي الجزيئات لجميع

28


تتناسب الحرارية الطاقة. المادة جزيئات عدد مع طرديا

تتناسب فال الحرارة درجة أماالمادة جزيئات عدد مع طرديا

. المقابل الشكل يوضحه وهذا

29


[Type text]

مقدار على للداللة الحرارة كمية مصطلح نستخدم لذاتزويد يمكن وللعلم الجسم، يكتسبها التي الحرارية الطاقة

فالمصدر مختلفة، مصادر من الحرارة من بكميات الجسممن المكتسبة الحرارة أو النار من الناتج اللهب هو المعتاد

الجسم يكتسبها التي الحرارة إلى إضافة الشمس أشعةالتوقف عند السيارة إطارات احتكاك مثل االحتكاك نتيجة

كل على سنطلق لذا لتدفئتها، بسرعة اليدين وحك المفاجئ،." الحرارة " كمية الحرارة لمصادر المختلفة الصور هذه

: النوعية الحرارية Specific Heat Capacity( c)السعةالكتلة في متساويتين والزيت الماء من كميتين أخذنا إذا

إلى اللهب بنفس منهما كل بتسخين وقمنا الحرارة، ودرجةأن نالحظ فإننا واحدة، مئوية درجة حرارتهما درجة تزداد أن

درجة حرارته درجة لترتفع الزيت من أطول وقتا أخذ الماءالتي من أكبر حرارية لطاقة احتاج الماء أن أو واحدة، مئويةأكبر نوعية حرارية سعة للماء أن يعني وهذا الزيت، احتاجها

. للزيت النوعية الحرارية السعة من

الطاقة لذا كمية هي النوعية الحرارية فالسعةحرارة ) درجة لرفع الالزمة المادة( 1kgالحرارية من

واحدة ) مئوية (.℃1درجةبوحدة ) النوعية الحرارية السعة أو( )℃.J/kgوتقاس ،J/kg.K)،

بين ) النوعية الحرارة وحدة في تحويل يوجد )℃وال ألن( Kو( ، . متساوي المقياس

نوع على تعتمد أو المادة تميز النوعية الحرارية والسعةعلى تعتمد وال أخرى، إلى مادة من تختلف أنها بمعنى المادة،

حجمها، أو المادة كتلة

c= Qm∆T

أو:Q=mc∆T

حيث:(Q :)بوحدة وتقاس المكتسبة، أو المفقودة الحرارة كمية

،(Jجول )(m( :)بوحدة وتقاس المادة، ،(kgكتلة(∆T( :)كلفن بوحدة وتقاس الحرارة، درجة في أو( Kالتغير

،(℃مئوي )

30


(c( :)بوحدة وتقاس النوعية، الحرارية (.℃.J/kgالسعة

المكتسبة الحرارة كمية عليها تتوقف التي العواملللجسم:

النوعية- ) 1 حرارته سعة الجسم مادة (. cنوعالجسم- )2 (.mكتلةالحرارة- )3 درجة في التغيير (. T∆مقدار

31


[Type text]

: التجربة هذه إجراء ويمكن: التجربة أدوات

والرمل ) الماء من متساويتان كميتان زجاجيان، ،(1kgكأسان. الحرارة لدرجة ميزانان بنزن، للهب مصدران

: التجربة خطواتمماثلة - كمية وضع زجاجي بكأس الماء من كمية ضع

. اآلخر الكأس في الرمال منالماء - من كال حرارة درجة قس الترمومترين، بواسطة

والرمال.لمدة - بنزن لهب باستخدام والرمال الماء من كال سخن

(5min.)تالحظ؟ - ماذا والرمال، الماء حرارة درجتي من كال قسسيبرد - تعتقد منهما أي ليبردا، الكأسين من كال اترك

أوال؟المالحظة:

درجة - تساوي التسخين قبل والرمال الماء حرارة درجة. الغرفة حرارة

من - أكبر الرمال حرارة درجة أن نالحظ التسخين بعدلنفس سخنا كونهما من بالرغم الماء حرارة درجة

. الكتلة نفس ولهما الزمنية الفترة- محتفظا الماء وسيظل الماء من أسرع الرمال ستبرد

. الرمال من أطول لفترة بالحرارةالتفسير:

على يدل مما الماء من أكثر الرمال حرارة درجة ترتفعالماء، اكتسبه مما أكبر الحرارة من كمية الرمال اكتسابتساوي من بالرغم الماء من أسرع الحرارة الرمال وتفقد

الحرارية السعة في تؤثر ال الكتلة أن يعني مما كتلتيهما،

32


الحرارية السعة أن على ذلك من االستدالل ويمكن النوعية،. للرمال النوعية الحرارية السعة من أكبر للماء النوعية

33


[Type text]

االستنتاج:على - مادة كل تميز خاصية النوعية الحرارية السعة

. الكتلة على تتوقف وال حده،كان - كلما للمادة النوعية الحرارية السعة زادت كلما

. أقل الحرارة درجة في التغير: عملية مشاهدات

نفس - لها التي المختلفة المواد من المتساوية الكتل ) في ) مختلفة تكون الحرارة كمية نفس التسخين زمن

. حرارتها درجاتنفس - لها التي المختلفة المواد من المتساوية الكتل

التسخين زمن في مختلفة تكون الحرارة درجات.) الحرارة) كميات في مختلفة

لبعض النوعية الحرارية السعة يبين التالي الجدولالمواد:

الحرارةالمادةالنوعية

(J/kg.K)(℃.J/kgأو )

الحرارةالمادةالنوعية

(J/kg.K)(℃.J/kgأو )

2100ثلج900ألمنيوم1700خشب450حديد1700نايلون390نحاس

أصفر 1700مطاط380نحاس880رخام380زنك خرسانة230فضة

) 850اسمنت)840جرانيت140زئبق

800رمل135تنغستون670زجاج130بالتينيوم500كربون130رصاص

2400إيثانول14000هيدروجينبارافين 718هواء 2100شمع

4186ماء1040نيتروجينالبحر 2000بخار 3900ماء

مثال:حرارة ) درجة لرفع الالزمة الحرارة كمية كانت من( 200gإذا

مقدار( 256Jتساوي( )℃35إلى( )℃25الرصاصمن ) فكم ، للرصاص؟ النوعية الحرارية السعة

c= Qm∆T

34


c= 2560.2×(35−25)

c=128 J/kg.℃

35


الكامنة taeh tnetaL الحرارة 6.12.F11

[Type text]

الكامنة لتحويل: )الحرارة الالزمة الحرارة من كمية هي1kg ( )الصلبة الحالة من أي أخرى، إلى حالة من المادة من

) من وتعتبر ، الغازية الحالة إلى أو السائلة الحالة إلىجول بوحدة وتقاس للمادة، المميزة (.(J/kgالخصائص

: المعادلة تستعمل الكامنة الحرارة ولحساب

Q=mL

حيث:(Q :)أثناء المادة من المكتسبة أو المفقودة الطاقة كمية

جول ) بوحدة وتقاس حالة، إلى حالة من ،( Jتحولها(m( )بوحدة وتقاس المادة، ،(kgكتلة(L( )بوحدة وتقاس للمادة، الكامنة (.J/kgالحرارة

) للتبخير: ) للتصعيد الكامنة الحرارة أوالLatent heat of Vaporization

للتصعيد ) الكامنة الحرارة(: Lvالحرارة كمية هيلتبخير ) درجة( 1kgالالزمة تغير دون المادة من

الحرارة.

الضغط: ظروف في يتبخر الماء أن المعروف من فمثالوهي ) ثابتة حرارة درجة عند هذه( ℃100العادي وتظل ،

. بخار إلى الماء كل يتحول حتى ثابتة الدرجة

لتحويل: ) الالزمة الحرارة كمية احسب الماء( 0.5kgمثال مندرجة ) للتبخير( ℃100في الكامنة الحرارة أن حيث بخار إلى

(2,260,000 J/kg.)

Q=mLvQ=0.5×2,260,000Q=1,130,000 J

36


[Type text]

: للتبخير الكامنة الحرارة لتعيين تجربةاألدوات:

. بنزن لهب ثرمومتر، ماء، به زجاجي كأسالخطوات:

حتى -1 وسخن لهب فوق ماء به كأس في ترمومتر ضعالغليان.

إلى )-2 الترمومتر قراءة تصل (. ℃100عندما3-. الغليان في الماء يبدأبعد -4 وما الغليان عملية خالل الترمومتر قراءات سجل

الغليان.5-. الحرارة ودرجات الزمن بين بيانية عالقة ارسم

المالحظة: عند ) ثابتة الثرمومتر حرارة درجة يتحول( ℃100تظل حتى

. بخار إلى الماء كلاالستنتاج:

1 : الحرارة- ألن غليانه أثناء السائل حرارة درجة ترتفع الالمادة جزيئات بين الروابط كسر في تستهلك المكتسبة

.) ( ) ماء ) بخار غازية مادة إلى لتحويلها الماء السائلة2 ) بالشكل- ) التصعيد الغليان عند يحدث ما تمثيل يمكن

: التالي البياني

37


38


[Type text]

لالنصهار: الكامنة الحرارة ثانياLatent heat of Fusion

لالنصهار ) الكامنة الحرارة(: Lfالحرارة كمية هيلتحويل ) الصلبة( 1kgالالزمة الحالة من المادة من

. الحرارة درجة في تغير دون السائلة الحالة إلى

مثال:كتلتها ) جليد النصهار( 100gقطعة الكامنة الحرارة كانت إذا ،

340,000الجليد ) J/kg .)لصهر الالزمة الحرارة كمية احسب. الجليد قطعة

Q=mLfQ=0.1×340,000Q=34,000 J

: المواد لبعض الكامنة الحرارة يبين التالي الجدول

المادة الحرارة الكامنةلالنصهار

(kJ/kg)

درجةاالنصهار

(℃)

الحرارة الكامنةللتصعيد

(kJ/kg)

درجةالغليان

(℃)

33402258100ماء11483878-109اإليثانول19217395118الخل

كلوروفو6425462-74رم

39294357-11زئبق541151406445الكبريتهيدروجي

253-259449-60ن

39


أكسجي183-219213-14ن

196-210199-25نتروجين

40


[Type text]

: لالنصهار الكامنة الحرارة لتعيين تجربة

األدوات: . بنزن لهب ثرمومتر، ثلج، بها زجاجي كأس

الخطوات:1-. لهب فوق ثلج به زجاجي كأس في ترمومتر ضعالترمومتر )-2 قراءة (. ℃0تكون3-. االنصهار في الثلج يبدأبعد -4 وما االنصهار عملية خالل الترمومتر قراءات سجل

االنصهار.5-. الحرارة ودرجات الزمن بين بيانية عالقة ارسم

المالحظة: عند ) ثابتة الثرمومتر حرارة درجة كل( ℃0تظل يتحول حتى

. ماء إلى الثلجاالستنتاج:

: الحرارة- ألن انصهاره أثناء الثلج حرارة درجة ترتفع الالمادة جزيئات بين المسافات زيادة في تستهلك المكتسبة

.) ( ) ماء ) سائلة مادة إلى لتحويلها الثلج الصلبة

41


للمادة لتركيب الجزئية النظرية) الجزيئات ) تسمى الصغر في متناهية جسيمات من مادة أي . تتكون

) الغازات ) في جدا وكبيرة السوائل في ومتوسطة الجوامد حالة في جدا صغيرة تكون جزيئية بينية مسافات المادة جزيئات بين . يوجدالغازات في جدا وصغيرة السوائل في ومتوسطة الجوامد في كبيرة تكون جزيئية تماسك قوى المادة جزيئات بين .يوجد

عشوائية انتقالية حركة الغازات وفي انتقالية حركة السوائل وفي اهتزازية حركة الجوامد في تكون حيث مستمرة حركة حالة في المادة .جزيئات

[Type text]

: هامة مالحظات

توجد( 1 بأنه القول يمكناكانت سواء مادة لكل

غازية أو سائلة أو صلبةالخاصة الكامنة حرارتها

لها مادة فكل وبالتالي بها،أو غليان أو تبخر حرارة

والتي تجمد أو انصهار. عمليا تعيينها يمكن

حرارة( 2 درجة عند دائما تحدث أنها التحوالت لهذه المميز .) إلى ) مثال الماء بتبريد أننا أي السابق بالشكل كما ثابتة . درجة وتظل ثلج إلى التحول في الماء يبدأ الصفر، درجة

في استمرارنا رغم المئوي الصفر درجة عند ثابتة الحرارةتحول بعد إال ثانيا الهبوط في الحرارة درجة تبدأ وال التبريد،

. الحاالت لكل بالنسبة وهكذا ثلج، إلى الماء كل

3: كاآلتي( المادة تحول عمليات إجمال يمكن:) التبخير ) إلى التصعيد السائلة الحالة من المادة تحول هو

. بالتسخين الغازية الحالةالحالة: التكثيف إلى الغازية الحالة من المادة تحول هو

. بالتبريد السائلةالحالة: االنصهار إلى الصلبة الحالة من المادة تحول هو

بالتسخين السائلةالحالة: التجمد إلى السائلة الحالة من المادة تحول هو

. بالتبريد الصلبة

عمليتي تفسير يمكن المادة لتركيب الجزيئية للنظرية وتبعا. والتصعيد االنصهار

: االنصهار عملية تفسيرفي اهتزازية حركة تتحرك جزيئات من الصلبة المادة تتكون

حد إلى الجزيئات اهتزاز يزداد االنصهار درجة وعند مواضعهاالذي الحيز حدود في فتتحرك الجزيئية الروابط لكسر يكفي

. الناتج السائل يشغله

: التصعيد عملية تفسير

42


انتقالية حركة تتحرك جزيئات من السائلة المادة تتكونالسائل يشغله الذي الحيز حدود في ولكن مواضعها فتتغير

من تتمكن أن إلى الجزيئات سرعة تزداد الغليان درجة وعند.) بخار ) غاز إلى متحولة السائل سطح من الهروب

43


والكامنة النوعية الحرارية taeh tnetal dna cificepS السعة 7.12.F11

األهدافالمناخ على المحيطات وتأثير والجو، الجسم حرارة درجة تنظيم في للماء النوعية والحرارة الكامنة الحرارة كبر أهمية .يفسر

[Type text]

السعة أن نالحظ للمواد النوعية الحرارية السعة جدول منتساوي ) للماء النوعية 4186الحرارية J/kg.℃ )أننا يعني وهذا ،

إلى ) 4186نحتاج J( )لرفع الطاقة الماء( )1kgمن أي(. ℃1منحرارة درجة في بسيط تغير إلحداث كبيرة طاقة نحتاج أننا

الماء.

الحرارة أن نالحظ للمواد الكامنة الحرارة جدول من أيضاحرارة ) درجة عند الجليد النصهار تساوي( )℃0الكامنة

334000J/kg )درجة عند للماء للتصعيد الكامنة الحرارة وأن ، 2258000تساوي( )℃100حرارة ) J/kg )كمية أن يعني وهذا ،

لتحويل ) الالزمة الصلبة( 1kgالحرارة الحالة من الجليد منهي ) السائلة الحالة 334000إلى J )الالزمة الحرارة كمية وأن ،

الغازية( 1kgلتحويل ) الحالة إلى السائلة الحالة من الماء من2258000هي ) J.)

أكبر للماء النوعية السعةالحرارية قيمة فإن مالحظ هو وكما. أخرى لمواد النوعية الحرارية السعة قيم من بكثير

سواء للماء الكامنة الحرارة لقيمة بالنسبة ذاته والحالالكامنة الحرارة قيم من بكثير أكبر فهي للتصعيد، أو لالنصهار

. أخرى لمواد

الكامنة والحرارة النوعية الحرارية السعة قيمة كبر سبب فماحياتنا؟ في الكبيرة القيمة هذه أهمية وما للماء؟

44


بها )3( الحرارة درجة وتنخفض للثالجة الداخلي الوسط من الحرارة امتصاص طريق عن أخرى مرة غاز إلى ويتحول الغاز سائل ويتبخر فيتمدد منخفض ضغط منطقة إلى مرتفع ضغط منطقة من ينتقل فإنه التمدد صمام خالل من الغاز سائل مرور وعند الضغط في مختلفتين منطقتين بين الفصل على التمدد صمام .يعمل )4( النقط عند سائل إلى ويحوله أخرى مرة الغاز بضغط يقوم الذي الموتور إلى الغاز يصل أن إلى باردة لتبقى الثالجة داخل من الحرارة من ممكن قدر اكبر المتصاص الفرصة وتعطي ممكنة مساحة اكبر لتغطي التفافي شكل على تكون والتي الداخلية الحراري التبادل أنابيب عبر الغاز مرر )B( ي العملية .وتتكرر

[Type text]

والحرارة النوعية الحرارية السعة قيم اختالف سببالكامنة:

تعتمد للمادة النوعية الحرارية السعة فإن سابقا مر كماالواحد للجزيء يمكن التي الطاقة كمية على أساسي بشكل

. المادة نوع على فقط تعتمد فهي ولذا يختزنها، أن المادة من

الكامنة الحرارة أو النوعية الحرارية السعة اختالف وسبب: إلى يعود أخرى إلى مادة ذرات من وترابط تراص مدى

. الحرارة توصيل على قدرتها ثم ومن المادة،

: جيد بشكل متراصة تكون الحديد ذرات المثال سبيل فعلىثم ومن بسرعة أجزائه بين الحرارة تنتقل تسخنه عند بحيث

فإن الماء حالة في أما أيضا، بسرعة حرارته درجة ترتفعمتراصة هي وال الشدة بنفس مترابطة ليست الماء جزيئات

بينها فيما الحرارة نقل يكون لذلك كبيرة، بحرية تتحرك بل. الحرارة من أكبر قدر إلى وتحتاج أضعف

فإن حرارية طاقة مثال الصلبة المواد تمتص عندما كذلكتفقد التسخين عن نتوقف وعندما يزداد، الجزيئات اهتزاز

الشكل ) في كما اهتزازها ويقل طاقتها الجزيئات ،(aهذهحركات بعدة القيام يمكنها جزيئاته فإن الماء حالة في لكنالشكل: ) في كما وانتقالية، ودورانية اهتزازية وبذلك( bوهي ،

في األكبر للحرية نظرا الطاقة من أكبر كم تخزين يمكنها. جزيئاته بين والتماسك لزوجته وقلة الماء جزيئات تحرك

أو النوعية الحرارية السعة الختالف ومهم رئيس سبب وهناك : وهو أخرى إلى مادة من الكامنة عدد الحرارة اختالف

في ) المادة اختالف( 1kgجزئيات إلى يؤدي مماأو الحرارة درجة لتغيير الالزمة الطاقة مقدار

. الحالة تحويل

في ) الماء جزئيات عدد جزيء( 1kgفمثال كتلة أن بسبب كبيرالماء ) حرارة درجة رفع فعند وبالتالي صغيرة، (℃1الماء

45


تحصل( 1kgفسيحتاج ) حتى أكبر حرارية طاقة إلى الماء من. - الطاقة - في الزيادة هذه على عددا األكثر الذرات جميع

للماء؟ سؤال: النوعية الحرارية السعة كبر سبب فسرالماء -1 جزيء كتلة أن بسبب كبير الماء جزيئات عدد

صغيرة. 2-. الماء جزيئات بين الروابط ضعف

46


[Type text]

والحرارة النوعية الحرارية السعة قيمة كبر أهمية: للماء الكامنة

الكامنة والحرارة النوعية الحرارية السعة قيمة كبر أهمية أما: منها الفوائد من العديد فهناك حياتنا، في للماء

الرغم -1 على الحية الكائنات أجسام حرارة درجة تنظيموهذا المحيط، الهواء حرارة درجة في التغيرات من

الصحيح األداء على الحفاظ على يساعد بدوره. الجسم داخل الحيوية الكيميائية للعمليات

التأثير -2 بسبب الساحلية المناطق في المناخ اعتدالوالطقس، المناخ على والمحيطات للبحار الملطف

درجات في كبير الختالف تتعرض الداخلية فالمواقعوهذا والليل، النهار حرارة درجة أو الموسمية الحرارة

من القريبة المناطق تلك من بكثير أكبر االختالفالبحر.

درجة -3 في التغيرات مقاومة على الحية الكائنات قدرة . الجو حرارة

4-. البحرية الحية الكائنات على الحفاظالسيارات -5 في المحركات لتبريد الماء استعمال

والمصانع.العرق -6 تبخر يستهلك إذ اإلنسان، لجسم العرق تبريد

. الجسم مصدرها كبيرة طاقةبانصهارها -7 إذ بسرعة، الجليدية الجبال انصهار عدم

. مدمرة فيضانات وتحدث كثيرة ومدن جزر تغرقالربيع -8 فصلي في أو العام طوال العذبة األنهار تشكل

وتحول الثلج انصهر إذا أما الثلج، انصهار إثر والصيفاألخرى الفصول فستصبح الشتاء فصل خالل ماء إلى

التي األنهار فوائد أغلب فستختفي هذا وعلى قاحلة،. الثلوج انصهار من تتشكل

أهمية: عللسؤال: للماء النوعية الحرارية السعة قيمة لكبر. اإلنسان جسم حرارة تنظيم في

الماء: الجواب من عالية نسبة على يحتوي اإلنسان جسمإلى ) ( %70تصل جدا كبيرة للماء النوعية الحرارة أن وبما ،

ثابتة شبه الجسم حرارة درجة على الحفاظ على يساعد فهذا. اليوم طوال

47


48


: للجزيئات الحركية للطاقة مقياس هي الحرارة درجة. محدد نطاق وفق الجسم في الموجودة

: الحرارة درجات تحويل معادالتT C=

59×(T F−32)

T C=T K−273

درجة ذات المنطقة من تنتقل الحرارية الطاقةالمنخفضة الدرجة ذات المنطقة إلى األعلى الحرارة

. كانت طريقة بأي ببعضهما جسمان يتصل عندما: الحرارة انتقال طرق

o بالتوصيل الحرارة انتقالo بالحمل الحرارة انتقالo باإلشعاع الحرارة انتقال

: الحرارية الطاقة كمية هي النوعية الحرارية السعةحرارة ) درجة لرفع مئوية( 1kgالالزمة درجة المادة من

(.℃1واحدة )

من المكتسبة أو المفقودة الحرارة كمية حساب يمكن: العالقة خالل

Q=mc∆T : لتحويل الالزمة الحرارة من كمية الكامنة الحرارة

لكل ) أخرى إلى حالة من .1kgالمادة المادة( من : الالزمة الحرارة كمية هي للتصعيد الكامنة الحرارة

.1kgلتبخير ) الحرارة( درجة تغير دون المادة منQ=mLv

: الالزمة الحرارة كمية هي لالنصهار الكامنة الحرارةالحالة( 1kgلتحويل ) إلى الصلبة الحالة من المادة من

. الحرارة درجة في تغير دون السائلةQ=mLf

: للماء النوعية الحرارية السعة لكبر اإللهية الحكم منo . الساحلية المناطق في المناخ اعتدالo التغير تقاوم أن الحية الكائنات استطاعة

. الجو حرارة درجة في الحادثo. الحية الكائنات جسم حرارة درجة تنظيمo تستوعب أن يمكن المياه من كبيرة كمية

الشمسفي حرارة من هائلة كميات وتخزن. الصيف وأثناء النهار وضح

... أن تذكر

49


50


عند )(1) الهليوم غليان 40درجة K .)تكافئها التي الدرجة ما

؟(℃بالمئوي )

عند )(2) حرارة درجة أدنى سجلت الجنوبية القطبية القارة فيبالمئوي(. )℉126.9 لها المكافئة الدرجة هي ؟(℃ما

(3) : المناسب بالرقم التالية الفراغات أكملعليك ا( يتوجب الكلفن، إلى المئوية الدرجة من للتحويل

. الكلفن............. من 183K=273+℃¿¿ب(

حسب (4) الحرارة ودرجة الحرارة كمية بين الفرق هو ماالتالي؟ الجدول

الوحدةالنوعالتعريف كمية

الحرارة درجة

الحرارة

طريق :(5) عن الحرارة انتقال طريقتي بين الفرق وضحالحمل؟ – التوصيل

(6): يلي ما وضحطريقتي ا( عن تختلف باإلشعاع الحرارة انتقال طريقة

والحمل؟ بالتوصيل الحرارة انتقال

يتحرك ب( البارد الهواء بينما ألعلى الساخن الهواء ارتفاعلألسفل؟

المناخ ج( على تؤثر والماء الهواء من الناشئة الحمل تياراتوالطقس؟

وجود د( من الرغم على الشمس، من إلينا الحرارة تصلوالشمس؟ األرض بين فراغ

(7) صحيحا علميا تفسيرا يلي ما :فسرالشغل .1 من أكبر غاز إلى السائل لتحويل الالزم الشغل

. سائل إلى الصلب لتحويل الالزم

ترتفع .2 زجاجي أو معدني إناء في الماء تسخين عندالماء حرارة درجة ارتفاع من أكبر بشكل اإلناء حرارة

. بداخله الذي

درجة .3 في التغير تقاوم أن الحية الكائنات تستطيعالحرارة.

4.. صيفا الساحلية المدن جو اعتدال

51


5.. الشتاء فصل في المعدنية األبواب مقابض ببرودة نشعر

(8). : الكحول أم الماء الجسم حرارة درجة لتنظيم أفضل أيهماولماذا؟

52


للماء؟ (9) النوعية الحرارية السعة كبر على المترتبة النتائج ما

(10)( : للماء النوعية الحرارية السعة إن قولنا معنى ما4200 J/kg.K)؟

من (11) الناتج الدخان حركة اتجاه فسر التالي الشكل في . الورقة احتراق

أنبوبة: (12) أعلى في الماء يغلي التالي، الشكل في فسر. األنبوب أسفل في شديد ببطء الثلج ينصهر بينما االختبار،

(13)درجة ميزانا يمثل التالي الشكل

)Aحرارة ) ،( Bو( مستودع ) لماع( Aغلف بورق

) (، قصديرمستودع ) أسود،( Bوغلف بورق

ترتفع الميزانان أي دقائق عدة بعدفسر أكثر؟ الحرارة درجة فيه

ذلك.

كتلته )(14) النوعية( )3kgسائل الحرارية ،(100J/kg.Kوسعته

بمقدار ) حرارته درجة لرفع الالزمة الحرارية الطاقة أوجد120℃.)

53


كتلتها )(15) الحديد من الالزمة( 3kgقطعة الحرارة كمية أوجدبمقدار ) القطعة هذه حرارة درجة بأن( 1Kلرفع علما ،

للحديد ) النوعية الحرارية 460السعة J/kg.K.)

54


و مادتين خلط عنداألولى كتلة

حرارتها ودرجةالنوعية الحرارية وسعتها

الثانية وكتلةحرارتها ودرجة

النوعية الحرارية وسعتهاالتالية . المعادلة من تحسب نهائية حرارة درجة إلى يصالن الحراري االتزان عند :فانه

الخارجي الوسط مع حراري تبادل حدوث عدم بشرط المكتسبة الحرارية الطاقة تساوي المفقودة الحرارية الطاقة .ألن

[Type text]

في( )25gخلطت )(16) الماء في( 50gمع( )℃24من الماء منحرارة ) . ℃60درجة الخليط( حرارة درجة أوجد

كتلته )(17) األلمنيوم من إلى( )0.05kgجسم ثم( ℃100سخنكتلته ) ماء به النحاس من مسعر في عند( )0.13kgألقي

الخليط( )℃35 حرارة درجة السعة( ℃40فأصبحت أوجديكتسبها التي الحرارة أن بفرض لأللمنيوم النوعية الحرارية

. مهملة المسعر

كتلتها )(18) النحاس من إلى( )0.429kgقطعة سخنت ،100℃) كتلته ) األلمنيوم من إناء في ألقيت وفيه( )0.02kgثم

0.02kg( )في النهائية( ℃40ماء الحرارة درجة فأصبحتلأللمنيوم( ℃50للخليط ) النوعية الحرارية السعة كانت فإذا

(900 J/kg.K. للنحاس( النوعية الحرارية السعة فأوجد

إلى )(19) الحرارية الطاقة نفس تعطي الماء( 60gعندما منإلى( )30gوإلى ) ترتفع الماء حرارة درجة فإن الزيت منإلى( )℃20 حرارته ترتفع الزيت السعة( ℃80بينما أوجد

. للزيت النوعية الحرارية

الجليد )(20) النصهار الكامنة الحرارة كانت 105×3.34إذا J/kg) أوجد:

لتحويل )ا( الالزمة الماء( 0.001kgالحرارة إلى الجليد من(. ℃0في )

لتحويل )ب( الالزمة في( )3kgالحرارة ماء إلى الجليد من0℃.)

لتحويل )(21) الالزمة الحرارة كمية عند( )200gأوجد الجليد منعند( )℃0 ماء الكامنة( ℃40إلى الحرارة أن علمت إذا ،

105×3.34لالنصهار ) J/kg.)

(22)(0.05g( )درجة في الجليد في( )263Kمن ماء أصبحت283K )السعة إن حيث لذلك الالزمة الحرارة كمية أوجد ،

للجليد ) النوعية 4200وللماء( )2100J/kg.Kالحرارية J/kg.Kالجليد( ) النصهار الكامنة والحرارة ،3.34×105 J/kg.)

لتحويل )(23) الالزمة الحرارة كمية في( 0.01kgأوجد الجليد منفي( )℃10−) ماء ،(℃50إلى

للجليد ) النوعية الحرارية السعة أن علمت ،(2100J/kg.Kإذاالجليد ) النصهار الكامنة 105×3.34والحرارة J/kg.)

وضح (24) الزمن، مع حرارة درجة تغير على يدل البياني الشكلالمنحنى؟ أجزاء من جزء كل عليه يدل ما

55


11a.3_28 thermal physics - science curriculum office ... · web viewسنقوم في هذه...

Documents