الوحدة الثانية : المادة والحرارة الفصل الأول : الحرارة heat صور الطاقة هناك صور عديدة للطاقة، يتمثل أهمها في الحرارة والضوء.الصوت . وهناك" الطاقة الميكانيكية" التي تولدها الآلات، و"الطاقة الكيميائية التي تتحرر عند حدوث تغيرات كيميائية - أمثلة على تحويلات الطاقة 1- تحول الطاقة الكيمائية الموجودة في الأطعمة إلى طاقة حرارية تساعد على القيام بالإعمال المختلفة

2- محرك السيارة يحول الطاقة الحرارية الناتجة عن اشتعال الوقود الى طاقة ميكانيكية تحرك السيارة

الحـرارة و الاتــزان الحــراري لماذا تخفف هذه الخطوات من حدة الألم ؟ ما الخطوات التي ينصح باتخاذها عند الإصابة بحرق طفيف لان انتقال الحرارة من الجسم الساخن الى الماء البارد الجارى يخفف الشعور بموضع الحرق وضع موضع الحرق تحت ماء بارد جار أة أوضع ثلج عليه

من خلال ما سبق ننتقل إلى تعريف درجة الحرارة Temperature ؟ هي الكمية الفيزيائيــــة التي يمكن من خلالها تحديد مدي سخونـــــة جسم ما أو برودته عند مقارنته بمقياس معيـــــاري مـــــا . هي مقياس يدل علي مدي دفئ أو بـــــــرودة الأجــســـام .

فــي الســوائـــل نستنتج مما سبق أنه في السوائل درجة الحرارة أناء يحتوي علي ( 2 ) لتر ماء يغلي أناء يحتوي علي ( واحد ) لتر ماء يغلي كمية الطاقة بالإناء الذي يحتوي ( 2 ) لتر ماء مغلي كمية الطاقة التي يحتوي عليها كل اناء ضعف كمية الطاقة بالإناء الذي يحتوي ( 1 ) لتر ماء مغلي درجة الحرارة واحدة في الإناءين وتساوي متوسط طاقة حركة الجزيئ الواحد في الإناءين درجة الحرارة نستنتج مما سبق أنه في السوائل درجة الحرارة لا تعتبر مقياس لمجموع طاقات الحركة لجميع جزيئات المادة درجة الحرارة مقياس متوسط طاقة حركة الجزئ الواحد

يستخدم جهاز الترمومتر لقياس درجة الحرارة (C° < F° < K ° ) قياس درجات الحرارة يستخدم جهاز الترمومتر لقياس درجة الحرارة (C° < F° < K ° ) فكرة عمل الترمومتر تحرك خيط سائل ( غالبا زئبق أو كحول ملون ) داخل أنبوب شعري مدرج بحيث يتحرك لأعلى عند ارتفاع درجة حرارته أو لأسفل عند انخفاضها

درجة الحرارة التي يتجمد عندها الماء تدريج كـلفــن K ° تدريج سلسيون C° تدريج فهرنهايت F° الرقم الذي يمثل درجة الحرارة التي يتجمد عندها الماء 32 F° 273 K ° 0 C° عدد الدرجات التي تفصل بين درجة تجمد الماء ودرجة غليان 1 0 0 C° 212 F° 373 K ° المسافة بين الرقم الذي يمثل درجة التجمد الذي يمثل درجة الغليان 18 0 قسم 10 0 قسم 10 0 قسم T (K °) = T c°+ 273 التحــــويل من نظام سلسيون إلى كلفن T (F°) = 9/5 T c° + 32 التحــــويل من نظام سلسيون إلى فهرنهايت العلاقة التي تستخدم للتحويل بين التدريجات المختلفة

جــ / النتيجة مقبولة ويمكن التأكد منها بواسطة قياسها بترمومتر مدرج مثال تساوي درجة حرارة طفل مريض T= (39)C° احسب درجة حرارة هذا الطفل بحسب تدريج كلفن وتدريج فهرنهايت ؟ الـحـل * معادلة التحويل من سلسيوس إلي كلفن T (K °) = T C° + 273 T (K °) = 39 + 273 = 312 K ° T (F°) = 9/5 T c°+ 32 * معادلة التحويل من سلسيوس إلي فهرنهايت T (F°) = 9/5 x 39 + 32 = 102 . 2 F° * هل النتيـجة مقبولة :- جــ / النتيجة مقبولة ويمكن التأكد منها بواسطة قياسها بترمومتر مدرج

الحــرارة Heat مما سبق نستنتج أن الحــرارة Heat Q Joule(J ) ما ذا يحدث عندما تلمس قطعة من الثلج ؟ ما ذا يحدث عندما تلمس سطحا ساخنا ؟ تنتقل الطاقة من يدك إلي قطعة الثلج لأن يدك أكثر دفئا تنتقل الطاقة إلي يدك لأن السطح أكثر دفئا من يديك مما سبق نستنتج أن 1- الطاقة تنتقل تلقائيا من الجسم الدافئ إلي الجسم البارد 2- تسمي الطاقة المتنقلة بين جسمين نتيجة اختلافها في درجة الحرارة بـ ( الحرارة ) هي سريان الطاقة من جسم له درجة حرارة مرتفعة الي أخر له درجة حرارة أقل التعريف الحــرارة Heat Q الرمز Joule(J ) وحدة قياسها

حـــالــــة التــلامــس الـحــراري عند سريان الطاقة بين مادتين متلامستين يقال أن الجسمين في حالة تلامس حراري سريان الحرارة لا يكون من جسم طاقته الحركية الكلية كبيرة إلي جسم طاقته الحركية الكلية أقل تسري الحرارة من المادة التي لها درجة حرارة أعلي إلي المادة التي لها درجة حرارية أقل أي السريان تبعا لفرق درجتي الحرارة أي السريان تبعا للفرق في متوسط طاقة حركة كل جزئ للمادة * ممـا سبق نستنتـج أن شروط انـتـقال الحـرارة هي :- 2- اختلاف درجة حرارة الأجسام 1- تلامس الأجسام حراريا

العلاقة بين الحرارة والطاقة الحركية * يرافق انتقال الطاقة ( الحرارة )بين الأجسام التالية :- 1- ارتفاع درجة حرارة الجسم البارد 3- تغير الحالة أحيانا 2- انخفاض درجة حرارة الجسم الساخن 4- تغير في سرعة تحرك جزيئات المادتين المتلامسين 5- تغير الطاقة الحركية لكل جزيئات المادة الحرارة هي مجموع تغير الطاقة الحركيـة لكـل جزيئـات المــادة نستنتج مما سبق أن :-

الاتـــزان الحـــراري * عند وصول الأجسام التي تكون في حالة تلامس حراري إلي درجة الحرارة نفسها يتوقف سريان الحرارة بينها هنا توصف هذه الأجسام بأنها في حالة أتزان حراري هو حالة المادة التي يكون متوسط سرعة كل جزئ هو نفسه في الأجسام المتلامسة ما هو الأتزان الحراري

* ماذا نفعل عندما تستخدم الترمومتر لقياس درجة حرارة مادة معينة ؟ جـ / ننتظر حني يصل إلي حالة أتزان حراري مع المادة حيث انه عند التلامس الحراري تسري حرارة بينهما وتتوقف عند تساوي درجة حرارتها فتكون درجة حرارة المادة هي درجة حرارة الترمومتر . * ملحوظة يجب أن يكون حجم الترمومتر أصغر بكثير من حجم المادة التي تقاس درجة حرارتها بواسطته لماذا ؟ جـ / هي لاتؤثر الحرارة التي يمتصها الترمومتر علي درجة حرارة الجسم

الطــاقــــة الداخليـــــة تمتلك جزيئات المادة أنواع مختلفة من الطاقـة وهي :- طاقة وضع الجزيئات ناتجة عن قوي التجاذب المتبادل بينها طاقة ناتجة عن الحركة الداخلية للذرات المكونة للجزئ طاقـة حركية انتقالية طاقـة حركية دورانيه نلخص مما سبق أن الطاقة الداخلية هي مجموعة من الطـاقـات تشمل الطـاقـــة الحركيــــةالدورانيـــة والطاقــــة الناتجـــة عن الحركـــةالداخلية للذرات المكونـة للجزئ وطاقة وضع للجزيئات تنتج عن قوي التجاذب المتبادلة بينهما

وحدات الحرارة Cal J الجـــول ( J) السعر ( Cal) الكيلو السعر ( KCal) الوحدة الدولية لقياس الطاقة التعريف التعريف هو كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء درجة واحة سلسيوس هو كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلو جرام واحد من الماء درجة واحدة سليسوس العلاقة التي تربط الجول بالسعر 1 Cal = 4.184 J أي x 4.184 Cal J ÷ 4.184

السعة الحرارية النوعية أيهما يمكـن أكلة فور طهـوة البصل المطهو المهروس أم البطاطا المطهوة المهروسة ؟ البطاطا المطهوة والمهروسة أهما أكثر سخونة حشوة فطيرة التفاح أم قشرة الخارجية لحظة خروجها من الفرن ؟ حشوه فطيرة التفاح تستطيع إزالة غطاء الألمونيوم عن صينية الطعام بإصبعك , ولكن احذر لمس الطعام الموجود فيها , فهو يختزن طاقة حرارية اكبر بكثير من غطاء الألمونيوم تدل الأمثلة السابقة على اختلاف قدرة المواد على اختزان الحرارة بمعني أخر الطاقة الحرارية التي نحتاجها لرفع درجة حرارة مادة معينة درجة واحدة فقط تختلف مع اختلاف المادة .

كمية الحرارة التي يحتاجها جرام واحد حديد جرام واحد ماء كمية الحرارة التي يحتاجها لرفع درجة حرارته درجة واحدة سيليزية 1 / 8 سعر حراري سعر حراري واحد جزيئات الماء تستهلك جزء من الطاقة في الحركة الدورانية وفي الحركة الاهتزازية وقدرا في استطالة الروابط جزيئات الحديد تستهلك الطاقة في حركة الذرات الانتقالية ذهابا و إيابا السبب ممـا سبق نستنتـج أن للمادة خاصية تسبب تغير درجة حرارتها بكميات مختلفة عندما تمتص الحرارة نفسها أو تخسرها وتسمى هذه الخاصية ( السعة الحرارية النوعية )

C = c . m التعـريـــف وحدة القياس العوامل التي تتوقف عليها السعة الحرارية C السعة الحرارية النوعية c كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة مادة كتلتها (m) درجة حرارة واحدة على تدريج سلسيوس كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة درجة حرارية واحدة على تدريج سيلسيوس التعـريـــف وحدة القياس J / K° °J/Kg . K نوع المادة فقط ( خاصية مميزة لنوع المادة ) العوامل التي تتوقف عليها 1- نوع المــــادة 2- كتلة الجسم العلاقة الرياضية التي تربطهم C = c . m

المسعرات الحرارية المسعر الحراري يحتوي على خلاط يساعد على خلط السوائل للحصول علي نظام متجانس هو جهاز يستخدم لقياس الحرارة أو السعة الحرارية يحتوي على ترمومتر يمكننا من مراقبة تغير درجة الحرارة هو جهاز يعزل الداخل عن المحيط ويسمح بتبادل الحرارة وانتقالها بين مادتين أو أكثر داخلة من دون أي تأثيرات من المحيط أي انه يشكل نظام معزول

حساب الطاقة المفقودة أو المكتسبة Q = m c x ΔT التغير في درجة الحرارة (TF – Ti ) C°, K° كمية الحرارة المفقودة او المكتسبة ( J ) السعة الحرارية °J/Kg . C كتلة الجسم ( Kg ) Q = C x ΔT السعة الحرارية النوعية °J / C