بسم الله الرحمن الرحيم السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
عندي درس درجة الحرارة وكمية الحرارة والحرارة النوعية كيف اشرحه وافهمه للطالبات
واوضح لهم التجربة
كيف اوضح لهم الفرق بين درجة الحرارة وكمية الحرارة
اي جزء من الدرس اركز عليه
كيف اساعد الطالبات في استنتاج كل جزء من الدرس
جزاكم الله كل خير…………
* صور الطاقة :
1ــ طاقة حرارية . 2ــ طاقة ضوئية . 3ــ طاقة كهربائية .
4ــ طاقة كيميائية . 5ــ طاقة كهرومغناطيسية . 6ــ طاقة نووية .
* تعريف الشغل : ( هو حاصل ضرب الـقوة في المسافـة التي تـقطعها نـقطـة تأثـير هذه الـقوة باتجـاهها ) ..
* قانون حساب الشغـل : ش = ق × ف
فالـقوة ضروريـة لحدوث الشغـل ولا يمكن أن يحدث إلا بوجودهـا .
* عوامل حدوث الشغـل :
1ــ وجود قوة تأثر على الجسم محاولـة تحريكـه باتجاههـا .
2ــ تحرك نـقطة تأثـير الـقوة .
فالشغـل بمعـناه الـعلمي يختـلف عـن مفهـومـه العـادي ، فالـعمل الذهـني كالدرس وحل المسائـل الحسابـية يعتـبر شغـلاً حسب المـفهوم العادي ولكنه لـيس شغـلاً حسب المـفهـوم العـلمي وكـذلك الشخـص الـذي يـقوم بدفع الحائط لا يقوم بإنجاز شغل لأن الحائط لم يتحرك ..
* وحـدة قياس الشغـل : هي الــ ( جـول ) وتـساوي ( نيـوتـن × مـتر ) ..
* كيفـية حساب الشغـل :
مثال ( 1 ) : احـسب مقـدار الـشـغـل الناتـج عـن رفـع صنـدوق ثـقـلـه 8 نيـوتـن لمسـافـة 5 متـر فـوق سطح الأرض ؟ الحــــــــــــل
ق = 8 نـيـوتـن . ف = 5 متـر .
ش = ق × ف
= 8 × 5 = 40 جـول .
………………………………………….. ………………………….
عرفنا أن الطاقة هي القدرة على إنجاز شغل ، فالجسم الذي يستطيع إنجاز شغل يمتلك طاقة ، ونسمي الطاقة التي يمتلكها الجسم المتحرك طاقة حركية والطاقة التي يختزنها الجسم الطاقة الكامنة ..
* تعريف الطاقة الكامنة :-
هـي : ( قدرة الجسم على إنجاز شغل ما نتيجة لوجوده في مكان خاص واتخاذه شكل خاص أو حالة خاصة ).
الطاقة الكامنة في جسم = الشغل المبذول على الجسم
وتقاس جميع صور الطاقة بوحدة ( الجـــول ) ..
ومن الأمثلة على الطاقة الكامنة النابض المضغوط والقوس المشدود ..
* صــور الطاقـة :- أولاً : الطاقة الحركية .
تعريفها : ( هي الطاقة الناتجة عن حركة الجسم ) .. فالأجسام المتحركة قادرة على إنجاز شغل لأنها تمتلك ط
* العوامل المؤثرة على الطاقة الحركية :
1ــ سرعة الجسم . فكلما زادت سرعة الجسم المتحرك زادت طاقته الحركية أي أن هناك ( تناسب طردي) .
2ــ كتلة الجسم . فكلما زادت كتلة الجسم زادت طاقته الحركية أي أن هناك ( تناسب طردي ) .
* فعندما تصطدم سيارتان سرعة الأولى 100 كم/س ، وسرعة الثانية 60 كم/س .. يكون الضرر في السيارة الأولى أكبر لأنه كلما زادت السرعة زادت الطاقة الحركية .
الطاقة الكامنة في جسم = الشغل المبذول على الجسم
* تحول الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية :
عندما نرفع جسم ما إلى ارتفاع (( ف )) عن سطح الأرض نكون بذلك قد بذلنا عليه شغلاً أختـزن فيه على شكل طاقة كامنة مقدارها (( ط )) وطاقته الحركية تساوي (( صفر )) ..
وعند ترك الجسم يسقط باتجاه الأرض نلاحظ ما يلي :-
1ــ نقص الارتفاع . 2ــ تـزايد السرعـة كلما اقـتـرب الجسم من الأرض .
ولذلك نلاحظ أن :
(( طاقـة الجسم الكامنة تـقل وتـزداد في الـمقابـل طاقـتـه الحركية نـظـراً لـزيادة سـرعـتـه )) ..
وقد ثبت من الحسابات أن الـنـقص في الطـاقـة الكامـنة يكون مساويـاً للـزيـادة في الطـاقـة الحـركية . وفـي اللحظة التي تسبق الاصطدام بالأرض تتحول طاقة الجسم الكامنة بكاملها إلى طاقة حركية ، وعندما يصطدم الجسم بالأرض تكون طاقته الحركية مساوية للصفر وكذلك طاقته الكامنة وهذا يعني أن كل طاقة الجسم تحولت إلى طاقة حرارية وطاقة صوتية ..
* قانون حفظ الطاقة : ( الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم بل تتحول من شكل إلى آخر ، وأن مقدار:
الطاقة المتحولة = مقدار الطاقة الناتجة عن التحول
………………………………………….. ……………………………..
يتم استـخدام الطاقة الحرارية في مختلف مجالات الحياة . فالحوادث ضرورية لحدوث كثـيـر من التـغـيـرات كما يلي :-
1ــ الـتـغـيـرات التي تحدث في المادة مثـل : الانصهار ــ الغليان .
2ــ الـتـغـيـرات التي تحدث في الطبيعة مثـل : دورة الماء ــ حركة الرياح .
3ــ الـتـغـيـرات التي تحدث في أجسام الكائـنات الحية .
ويتم إنتاج الطاقة الحرارية داخل الجسم بسبب حدوث عملية الأكسدة داخل الخلية .
* تعريف درجة الحرارة : هي ( درجة سخونة الجسم أو برودته ) ..
ويمكن معرفة مقدار هذه السخونة أو البرودة من خلال عملية الإحساس إلا أن هناك بعض الحالات يجب فيها معرفة مقدار درجة الحرارة بالضبط . مثل ( الحالات المرضية ) . وكان لابد من وسيلة تفي بهذا الغرض وهي : (( التـرمومتـر )) ..
* مبدأ عمل التـرمومتـر :-
هـو : تمدد السوائل بارتفاع درجة الحرارة وتقلصها بانخفاضها ..
* الشروط الواجب توفرها في الوسائل المستخدمة في صناعة التـرمومتـرات :-
1ــ يجب أن تتمدد السوائل بارتفاع درجة الحرارة وتتقلص بانخفاضها ، وأن يكون مقدار التقلص والتمدد منتظم وواضح ..
2ــ يجب أن يكون سطحه واضح وقراءتـه سهلة ..
3ــ يجب ألا يلتصق السائل بجدار الأنبوب الذي يحويه ..
4ــ يجب ألا يغلي إلا عند درجات عالية نسبياً ..
5ــ يجب ألا يتجمد إلى عند درجات حرارة منخفضة نسبياً ..
وأفـضل السوائـل المستـخـدمة (( الـزئـبـق )) حـيث تـنـطبق عليه الشـروط السابـقـة لإضافـة إلى أن درجة غـليانه هي (360ْ م ) ودرجة تـجمده ( -39ْ م ) ، يـلـيه سائـل (( الـغــول )) حـيث تـكـون درجـة غـلـيـانـه ( 80ْ م ) درجة تجمده ( 130ْ م ) ..
* مقياس الحرارة المئوي :-
يعـتـمد هذا الـمقـياس على ظـاهـرة تـمدد السوائـل بـالـحـرارة وتـقـلـصها بانـخـفـاضها . ويـتـكون هذا المـقياس من أنـبوب زجـاجي دقـيـق أحـد طـرفـيـه مـحـكم الإغـلاق والـطـرف الآخـر يـنـتـهـي بـمـسـتـودع لـلـزئـبـق ، ولـحـمـايـة الأنـبـوب الـزجـاجي الـدقـيـق يـوضع داخـل أنـبـوبـه زجـاجية أخرى
يـتـم تـحـديـد نـقـطـتـين عـلى هـذا الـمـقـيـاس ، الـنـقـطـة الأولى :
1ــ تـكون أقـل نـقـطـة . وتسمى (( درجة انـصهـار الجـلـيـد )) وتـأخـذ الـرقـم ( صـفـر ) ..
والـنـقـطـة الـثـانـيـة :
2ــ تـكون أعـلى نـقـطـة . وتـسمى (( درجـة غـلـيـان الـمـاء )) وتـأخـذ الـرقـم ( 100 ) ، ويـتـم تـقـسيم المسافـة بـين هـاتـين الـنـقـطـتـين إلى ( 100 قـسم ) مـتـسـاويـة . كـل قـسـم يـعـادل درجـة مـئـويـة واحـدة ( مْ ) أو درجـة سـيـلـيـسـيـوس نـسـبـة إلى الـعـالم الـذي اقـتـرح هـذا الـتـقـسـيـم .
ويـوجـد هـنـاك تـقـسيم آخـر يـسمى الـتـقـسيم الـفـهـرنـهـايـتي ، حـيث تـكون درجـة الغـليان ( 212 ) ودرجة التجمد ( 32 ) .
* كـمية الـحـرارة وكـيـفـيـة قـيـاسـهـا :-
تـعـريـف كمـية الـحـرارة ( هـي مـجـمـوع الـطـاقـة الـتي تـمـتـلـكـهـا جـزيـئـات الجـسـم ) ..
* الـعـوامـل الـمـؤثـرة عـلى كمـيـة الـحـرارة :-
1ــ كـتـلـة الجسم . 2ــ مـقـدار الـتـغـيـر في درجـة الحـرارة . 3ــ الحـرارة الـنـوعـيـة .
ويـوجـد هـنـاك تـنـاسـب عـكـسي بـين كـتـلـة الجسم ودرجـة حـرارتـه وبـنـاءً عـلـيه فـإن درجـة الحـرارة في الـوعـاء الصغـيـر تـرتـفـع أكـثـر مـن حـرارة الـوعـاء الكـبـيـر ..
* وحـدة قـيـاس كـمـيـة الـحـرارة :-
بـمـا أن الـحـرارة شـكـل مـن أشـكـال الـطـاقـة فـيـمـكـن أن تــقـاس بـنـفـس وحــدة الـطـاقـة ألا وهـــي ( الجـول ) . ولـقـد قـام الـعـلـمـاء بـتـجـارب عـديـدة ووجـدوا أنـه يجـب بـذل شـغـل مـقـداره ( 4180 جـول ) لـرفـع درجـة حـرارة 1 كـجـم مـن الـمـاء 1مْ ، وتـقـاس كمـية الحـرارة بـوحـدة تـسـمى الـسـعـر ( الـكـالـوري ) ..
* تـعـريـف الـسـعـر :-
( هو كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1جم من الماء 1مْ ).. 1سـعـر = 4,18 جـول .
قانون حساب كمية الحرارة : كـك = ك × ن × Δ د
كمية الحرارة كتلة الجسم الحرارة النوعية مقدار التـغـيـر في درجة الحرارة
مثال ( 1 ) : احسب كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 10جم من النحاس 10م علماً بأن الحرارة النوعية للنحاس = 0,092 سعـر/ جم / 1مْ ؟ الحـــــــــــل
ك = 10جم ن = 0,092 Δ د = 10مْ
كـك = ك × ن × Δ د
= 10 × 0,092 × 10
= 100 × 0,092 = 9,2 سـعـر .
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــ
مثال ( 2 ) : احسب الحرارة النوعية للألمنيوم إذا احتجنا لــ 5000 سعـر لرفع درجة حرارة 500 جم من الألمنيوم من درجة 25ْ إلى 75 مْ ؟ الحـــــــــــــــــل
كـك = 5000 سعـر. ك = 500 جم . Δ د = 50 مْ . ن = ؟
كـك = ك × ن × Δ د ن = كـــــــــــــك
ك × Δ د
ن = 0 0 0 5 = 5000 = 1 = 0,2 سعـر/ جم / 1مْ .
500 × 50 25000 5
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــ
* الحرارة النوعية للمادة :-
تـوصلـنـا في الـدرس الـسابـق إلى أن كمـية الـحـرارة للجـسم تـعـتـمد عـلى كـتـلـة الجـسـم وعـلـى درجـة حرارتـه . وهـناك شـواهـد عـديـدة وتـجـارب عـلـمية تـبـيـن أن كميات متـساويـة من الـطـاقـة الحـراريـة تـرفـع درجـة حـرارة كـتـل مـتـسـاوية مـن مـواد مـخـتـلـفـة بـمـقـاديـر مـخـتـلـفـة ..
* تـعـريـف الـحـرارة الـنـوعـيـة :-
هـي ( كمـية الحـرارة الـلازمة لـرفـع درجـة حـرارة 1جم من الـمـادة 1مْ )..
* الحرارة النوعية للماء = 1 سعـر/ جم / 1مْ .
إذاً : كـك = ك × ن × Δ د
ن = كـــــــــــــك
ك × Δ د
[grade="00008B 008080 800080 FF1493 C0C0C0"]
شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .
[/grade]
