عرض اون لاين كتاب فيزياء ثاني ثانوي القسم العلمي
- انظم الى قناة منهج ليبيا الجديد في التليجرام
محتوى الكتاب
درجة الحرارة ، والحرارة
مشاركة
درجة الحرارة هي : قياس المدرجة (( سخونة)) او (( برودة )) جسم ما .
الخلط بين (( درجة الحرارة)) و ((الحرارة )) خطأ شائع ، فالمصطلحان ليس الهما نفس المعنى ، عند التحدث عن درجة حرارة جسم ما، تشير إلى درجة ۱۱ سخونته)) او ((برودته))، وعند التحدث عن الحرارة تشير إلى كمية
الطاقة الحرارية التي تتدفق من جسم ساخن إلى جسم بارد . وكمثال ، تخيل نفسك تصب بعض الماء الساخن من غلاية إلى داخل فتحان، وتسقط أثناء ذلك قطرة صغيرة جدا منه بطريقة عرضية على ذراعك، تكون هنا درجة حرارة قطرة الماء هي نفسها درجة حرارة الماء في الفنجان لأنهما من نفس الغلاية، غير أن تأثير قطرة الماء الساخن على
ذراعك ليست بشئ يذكر مقارنة بتأثير فنجان الماء إذا صب كله على ذراعك، وتقول أنه توجد طاقة داخلية في فنجان الماء الساخن أكثر مما
يوجد في قطرة الماء الساخن .
وبالنسبة للمقياس المئوي ، فإن المسافة بين نقطة التجمد ونقطة البخار ( العليان ) تقسم إلى 100 جزء متساو، وتكون كل علامة على الترمومتر قياس المدرجة 190 .
حساب درجة الحرارة على المقياس المئوي
الخاصية الفيزيائية التي تتغير مع درجة الحرارة في الترمومتر الزئبقي هي حجم كتلة ثابتة من الزئبق، فبدلاً من قياس التغيرات في حجم الزئبق مع تغير درجة الحرارة يمكننا قياس التغير في طول خيط الزئبق إذا كانت مساحة القطاع العرضي للخيط منتظمة.
وإذا كانت مستويات السائل فوق مستودع الترمومتر الزجاجي في السائل هي ما عند عمر المستودع في ثلج منصهر نقي ( شكل (5) عند عمره في بخار ماء ( شکل (6) 17 عند عمره أو وضعه في جسم غير معروف في درجة حرارة 1 مطلوب تحديدها و شکل 1-7)، فيمكن بسهولة حساب قيمة باستخدام نسبة بسيطة ( شكل ٢٠٠)
بما أن الخاصية الفيزيائية، أي الطول ، تتناسب تناسباً طردياً مع درجة الحرارة .
ومميزات ترمومتر الازدواج الحراري كما يلى :
1 يقيس مدى الدرجة الحرارة كبير. جدا من :
باختيار نوعي فلز مناسبين للمسلكين A.B
2 ولان الوصلات السلكية صغيرة جداً ، يستخدم الترمومتر القياس
درجات الحرارة عند نقطة ما ( بمعنى درجات حرارة محددة المكان ).
3. إنه مريع الاستجابة لدرجات الحرارة المتغيرة نظراً لانخفاض سعته
الحرارية وترجع السعة الحرارية المنخفضة الكتلته الصغيرة ولأن الغزات
موصلات جيدة للحرارة ..
بما أن الخرج هو إشارة كهربائية فيمكن توصيله بأداة كهربائية مناسبة الفحص التغيرات المفاجئة أو السريعة في درجة الحرارة .
مثال محلول 1-6
تم الحصول في ترمومتر ازدواج حراري معين على قوة دافعة كهربائية قدرها 100 بوصلة في ثلج منصهر، والوصلة الأخرى في ماء
معلي عند واحد ضغط جوي قياسي وعند نزع الوصلة الساخنة من الماء
المغلي ووضعها في بروبين مغلي كانت القوة الدافعة الكهربائية المسجلة
1.50 - ، أوجد درجة حرارة التروية المغلي على مقياس المزدوجة
الجزء الأول أسئلة الاختيار من متعدد
-1- لا يستخدم الماء كسائل ترمومتري ( محراري ) بصفة
رئيسة لأنه :
( أ ) عديم اللون .
(ب) موصل رديء للحرارة.
(جـ) لا يتمدد خطيا .
(2) له درجة غليان منخفضة 100 .
-2- أي من الترمومترات التالية هو الأنسب لقياس درجات
الحرارة المتغيرة بسرعة ؟
(أ) ترمومتر الازدواج الحراري.
(ب) ترمومتر زئبقي .
(جـ) ترمومتر كحولي .
(2) ترمومتر المقاومة البلاتيني.
- يُدرج كل من الترمومتر الزئبقي والمزدوجة الحرارية
باستخدام نفس الدرجتين الثابتتين 0 ، 100 . وعند استخدام كل من الترمومترين لقياس درجة حرارة الجسم، ستكون درجات الحرارة المأخوذة على كل من الترمومترين هي نفسها تماما
(أ) لجميع درجات الحرارة بين 0 ، 100 فقط .
(ب) فقط عند النقاط الثابتة.
(جـ) لجميع درجات الحرارة في . جميع الأوقات .
(د) عند تحويلها إلى . مقياس كلفن.
4- إن للترمومتر الطبي أنبوبا شعريا ضيقا بحيث
(أ) يكون سريع الاستجابة لتغيرات درجة الحرارة .
(ب) يسجل أقصى درجة حرارة.
(جـ) يبين تغيرا أكبر لارتفاع معين في درجة الحرارة.
(2) يقيس مدى درجات حرارة حتى درجة حرارة
الجسم.
سنطور في هذه الوحدة نموذجاً جزيئياً للمادة ، وكلمة جزيء تعني ضمناً أن النموذج يبنى على حقيقة تكون المادة من جزيئات أو جسيمات يجب أن يكون النمودج الجزيئي للمادة قادراً على تفسير الخواص المتعددة للمادة . فيجب على سبيل المثال أن يكون قادراً على وصف الحالات الثلاث للمادة، وظواهر الانصهار والغليان ( تغير الحالات ) . و مسترى فعلياً في هذه الوحدة، والوحدات القليلة التالية كيفية تفسير هذا النموذج المجموعة كاملة من الظواهر الفيزيائية، ولكن دعونا أولاً نصف خواص الأجسام الصلبة ، والسوائل، والغازات.
ترجع الحركة غير المنتظمة المشاهدة الجسيمات الدخان إلى القصف بجزيئات الهواء. إن جزيئات الهواء صغيرة بحيث لا يمكن رؤيتها . ولان جسيمات الدخان أكبر بكثير من جزيئات الهواء فإنها تقصف باستمرار وبشكل غير منتظم على جوانب مختلفة بجزيئات الهواء ويؤدي ذلك إلى الحركة الغير المنتظمة الجسيمات الدخان وتعرف تلك الحركة العشوائية بالحركة البراونية، وسميت باسم روبرت براون
لأنه أول من شاهدها في عام 1827. ويمكن أيضا مشاهدة نفس نوع الحركة غير المنتظمة الحبوب اللقاح في الماء . يتسبب تصادم جزيئات الماء في حركة الحبوب العشوائية.
حركة الجزيئات ودرجة الحرارة
إذا شاهدنا الحركة البراونية وعندما تكون خلية الدخان عند درجة حرارة أعلى ستشاهد أن جسيمات الدخان أكثر حركة ، بمعنى تغير
في اتجاهاتها أكثر وأكثر .
ويمكن تبرير ذلك بحقيقة أن جزيئات الهواء تقصف جسيمات الدخان بتكرار أكثر، مما يعني أن الجزيئات تتحرك بسرعة أكبر في
درجات الحرارة الأعلى
أسئلة التقويم الذاتي
( أ ) ماذا سيكون تأثير زيادة درجة الحرارة على حركة جسيمات
الدخان في الحركة البراونية ؟
(ب) ماذا تتوقع رؤيته إذا كانت جسيمات الدخان أكبر بكثير ؟
Pressure in Gases
2 الضغط في الغازات
لندرس وعاء مملوءا بالهواء. إذا أغلق الوعاء ، وترك على منضدة، فسيبقى سليما ولن يهشمه الضغط الجوي الخارجي، وذلك لأن الهواء داخل الوعاء يبذل ضغطا اتجاه الخارج مساويا للضغط الجوي خارجه ويمكن استخدام النمودج الحركي للغاز لتفسير الضغط الذي تبذله جزيئات الهواء داخل
الوعاء. ونعرف من الدليل الذي تقدمه الحركة البراونية أن جزيئات الهواء داخل - الوعاء في حالة حركة عشوائية مستمرة. فكر الآن فيما يحدث عند ارتطام
جزيئ بجدار الوعاء.
تكون القوة التي يبذلها الجزيء على الجدار عند التصادم مساوية وعكس القوة التي يبذلها الجدار على الجزيء ( قانون نيوتن الثالث للحركة ) . ان التصادمات العديدة بين جزيئات الهواء والجدار هي سبب القوة على
جدران الوعاء . والقوة لكل وحدة مساحة هي الضغط، وعليه فإن ضغط الغاز يرجع إلى تصادمات جزيئات الغاز مع جدران الوعاء .
علاقة ضغط الغاز بحجمه (p-v)
يمكن استخدام الجهاز في شكل 2-4 لايجاد العلاقة بين ضغط الغاز وحجمه. فالغاز المطلوب استقصاءه محبوس داخل الحاقنة ، ويدفع المكبس للداخل الزيادة ضغط الغاز، ويقاس الضغط بمقياس الضغط ، ويمكن قراءة حجم الغاز من على المقياس المدرج على الأنبوب .