المقدمة:-
درجة الحرارة:
درجة حرارة جسم هي مقياس لدرجة سخونته . تقاس باستخدام موازين الحرارة التي يمكن معايرتها لاظهار تدريجات مختلفة لدرجات الحرارة . و السلمان المقبولان دولياً هما سلم درجة الحرارة المطلقة و سلم سلزيوس.
العرض:-
· بعض التعريفات المتعلقة بالحرارة:
النقطة الثابتة:
درجة حرارة تحدث عندها تغيرات ملحوظة ( في شروط محددة ) ، و من ثم يمكن إعطاؤها قيمة تقاس بالنسبة لها درجات الحرارة الأخرى كافة . من امثلتها نقطة الجليد ( درجة الحرارة التي ينصهر عندها الجليد النقي ) و نقطة البخار ( درجة حرارة البخار فوق الماء المغلية تحت الضغط الجوي ).
و تستخدم نقطتان ثابتتان لمعايرة ميزان الحرارة ( نقطة ثابتة دنيا و نقطة ثابتة عليا ). و تمثل المسافة بين هاتين النقطتين المدى الاساسي.
سلم درجة الحرارة المطلقة أو الدينامية الحرارية :-
سلم معياري لدرجات الحرارة يستخدم وحدة تسمى كلفن (ك) .
تعطى قيمة الصفر لأدنى درجة حرارة يمكن تحقيقها نظرياً ، و تسمى الصفر المطلق. و يتعذر الوصول إلى درجة حرارة أدنى لأن ذلك يتطلب حجماً سالباً و هو أمر متعذر الوجود .
سلم سلزيوس:
سلم معياري لدرجات الحرارة مماثل في تدريجه لسلم درجة الحرارة المطلقة، لكن يعطي الصفر لنقطة الجليد و درجة المئة لنقطة البخار .
سلم فهرنهايت :
سلم قديم تعطى فيه درجة 32 ف لنقطة الجليد و 212 ف لنقطة البخار .
و قلما يستعمل هذا السلم في الاغراض العلمية .
· طرق انتقال الحرارة:
التوصيل او أو النقل الحراري:
الطريقة التي تنتقل فيها الحرارة في الأجسام الصلبة ( و كذلك في السوائل ، و الغازات ، على نطاق أضيق ) . تنتقل الطاقة في النواقل الجيدة بسرعة ، و يحدث ذلك أساساً بحركة الالكترونات الحرة . فضلاً ايضاً عن اهتزاز الذرات .
الحمل :
طريقة تنتقل بها الطاقة في السوائل و الغازات . إذا سخن غاز أو سائل فإنه يتمدد فتقل كثافته و يرتفع ، و ينخفض الغاز أو السائل الأبرد ليحتل مكانه . و هكذا ينشأ تيار الحمل .
الإشعاع :
طريقة لانتقال الطاقة من مكان ساخن الى مكان بارد دون ان يكون للوسط أي دور. يمكن ان يحصل ذلك داخل الخلاء ، على عكلا النقل و الحمل . و يستخدم مصطلح (( الإشعاع)) كثيراً للإشارة إلى الطاقة الحرارية نفسها التي تسمى بخلاف ذلك الطاقة الحرارية المشعة. يأخذ الإشعاع شكل موجات كهرومغناطيسية ، و خصوصاً الإشعاع تحت الأحمر .
الخاتمة:-
عرضت في هذا التقرير عن درجة الحرارة وبعض التعريفات المتعلقة بالحرارة وطرق انتقال الحرارة وأتمنى أن تعم الفائدة للجميع
كمية الحرارة
الحرارة شكل من أشكال الطاقة :
كان الاعتقاد السائد قديما أن الحرارة مادة لا وزن لها و لا يمكن رؤيتها , وسميت بالسيال ( المائع ) الحراري و كان يظن أن هذا السيال ينتقل من المواد أو الأجسام المحترقة أو الساخنة إلى المواد أو الأجسام الباردة , فيعمل بذلك على تسخنها .
تعريف المادة :
هي كل شئ له وزن و يشغل حيزا في الفراغ ....
حالات المادة :
1. الصلبة
2. السائلة
3. غازية
تعريف الحرارة :
هي شكل من أشكال الطاقة ويمكن الحصول عليها من أي شكل من هذه الأشكال :
. الطاقة الشمسية
. الطاقة الحركية
. الطاقة الكيميائية
. الطاقة الكهرومغناطيسية
. الطاقة الضوئية
طرق انتقال الحرارة :
1. التوصيل .
2. الحمل .
3. الإشعاع .
تعريف درجة الحرارة :
هي متوسط الطاقة للجزئ الواحد .
النظرية الجزئية :
فروض النظرية الجزئية :
1. المادة تتكون من جزيئات
2. جزيئات المادة الواحدة متشابهة و جزيئات المواد المواد المختلفة غير متشابهة .
3. توجد مسافات بين الجزيئات تسمى المسافات الجزيئية أو البينية .
4. توجد بين الجزيئات قوى تسمى قوى التجاذب او التماسك .
5. الجزيئات في حركة دائمة .
تعرف كمية الحرارة :
هي مجموع الطاقة الداخلية للجزيئات ...
الطاقة الداخلية للجزيئات = طاقة الحركة و طاقة الوضع
طاقة الحركة = 1/2 ك * ع 2
طاقة الوضع = وزن الجسم * ارتفاعه الرأسي عن موضع الاتزان .
علما بأن وحد قياس كمية الحرارة الجول أو السعر و السعر = 4.18 جول ...
العوامل التي تتوقف عليها كمية الحرارة :
1. كتلة الجسم ( ك ) ..
2. نوع مادة الجسم ( ن ) ..
3. مقدار التغير في درجة الحرارة ( ^ د ) ..
علما بأن كمية الحرارة = الكتلة * الحرارة النوعية * فرق درجات الحرارة
ك * ن * ^ د
تعريف الحرارة النوعية :
هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة كيلوجرام واحد من المادة درجة سليزية واحدة.
علما بأن وحد قياس الحرارة النوعية هي جول / كجم . س
تعريف السعة الحرارية :
هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة المادة درجة سليزية واحدة .
السعة الحرارية = ك * ن
قانون الاتزان الحراري :
كمية الحرارة المكتسبة = كمية الحرارة المفقودة
ملاحظة كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة
= الكتلة * الحرارة النوعية * الفرق في درجة الحرارة
ك * ن * ^ د
بعض التعليلات الخاصة بالفصل :
س . حدوث نسيم البحر نهارا و نسيم البر ليلا ... علل ؟؟؟
ج . بسبب اختلاف الحرارة النوعية لكل من اليابس و الماء ( اليابس اصغر و الماء اكبر ) .......
س . ما هو سبب حدوث الرياح ؟؟؟
ج . بسبب التسخين الغير متوازن على سطح الكرة الأرضية ...
س . علل, تصنع أواني الطهي من المعادن الحرارية النوعية لها صغيرة نسبيا ؟
ج . لكي تكتسب الحرارة بسرعة و تفقدها بسرعة ...
س . تصنع قاعدة المكواة من الفولاذ علل ؟؟
ج . لان الفولاذ الحرارة النوعية له كبيرة نسبيا و لذلك يكتسب الحرارة ببطئ و يفقدها ببطئ .
وهاذي مال الوحده الرابعة
تمدد الأجسام الصلبة
تتمدد الأجسام الصلبة بالحرارة و تنكمش بالبرودة
تتمدد الأجسام الصلبة المختلفة بمقادير مختلفة عندما تتعرض لنفس مقدار التغير في درجات الحرارة
س.1 علل تترك مسافات محدودة بين القضبان المستخدمة في إقامة الجسور و السكك الحديدية ؟؟
جــ.1 تترك هذه المسافات بين الغضبان لكي تتمدد فيها عندما ترتفع درجة الحرارة صيفا حتى , لا تنكلار .
س.2 علل يلاحظ ارتخاء أسلاك الكهرباء و التليفونات في فصل الصيف و العكلا صحيح ؟؟
جــ.2 بسبب ارتفاع الحرارة في فصل الصيف و انخفاضها في فصل الشتاء .
س.3 علل يلاحظ وجود انحناءات في أنابيب نقل زيت البترول ؟؟
جـ.3 لكي تتلاشى تصدعها عندما ترتفع أو تنخفض درجة الحرارة .
- أنواع التمدد :
1. تمدد سطحي
2. تمدد حجمي
3.تمدد طولي
- العوامل التي يتوقف عليها التمدد الطولي :
1. الطول الأصلي للساق
2. مقدار الارتفاع في درجة حرارة الساق
3. نوع مادة الساق
تعريف معامل التمدد الطولي " " :
هو مقدار الزيادة في وحدة الأطوال من المادة إذا رفعة درجة حرارتها درجة سليزية واحدة ابتداء من الصفر السليزي .
العوامل التي يتوقف عليها التمدد الحجمي :
1. الحجم الأصلي للجسم
2. مقدار الارتفاع في درجة حرارة الجسم
3. نوع مادة الجسم
تعريف معامل التمدد الحجمي " ج " :
هو مقدار الزيادة في وحدة الحجوم من المادة اذا رفعت درجة حرارتها درجة سليزية واحدة ابتداء من الصفر السليزي .
ملاحظة :
معامل التمدد الحجمي = ثلث أمثال معامل التمدد الطولي .
قياس درجة الحرارة :
تعريف درجة الحرارة :
هي متوسط الطاقة للجزئ الواحد و تقاس درجة الحرارة عن طريق أجهزة تسمى الترمومترات ز
أنواع الترمومترات :
1. ترمومترات تستخدم فيها السوائل كمادة ترمومترية مثل الزئبق و الكحول .
2. ترمومترات تستخدم فيها الغازات كمادة ترمومترية .
3. ترمومترات تعتمد على تغير مقاومة المعادن بتغير درجة حرارة الوسط .
الترمومتر الزئبقي :
سمي بهذا الاسم لان السائل المستخدم فيه هو الزئبق .
س.1 ما هي مميزات الزئبق كمادة ترمومترية؟؟
جـ.1 1. لونه فضي فيبسط رويته خلال الزجاج .
2. قوة تماسك جزيئاته عالية ( لذلك لا يلتصق بالزجاج )
3 . يمكن استخدامه كمادة ترمومتريه في مدى واسع فهو يتجمد عند 39- س و يغلي عند 357 س ...
4. يتصف الزئبق بانتظام تمدده في جميع درجات الحرارة .
الترمومتر الطبي :
يستخدم في قياس درجة حرارة جسم الإنسان و هو مدرج من 35 س إلى 43 س و متوسط درجة حرارة الإنسان العادية 37 س .
س علل وجود اختناق بين الأنبوبة الشعرية والمستودع في الترمومتر الطبي ؟
ج لاعطاء الوقت الكافي لقراءة الدرجة المبينة
التدريجات المختلفة لدرجات الحرارة :
في جميع التدريجات المختلفة لدرجات الحرارة اتفق على نقطتان أساسيتان هما :
1. نقطة انصهار الجليد
2. نقطة غليان الماء تحت ضغط جوي معتاد ( 76سم زئبقي )
التدريجات هي :
1. التدريج السليزي :
و يعيبر فيه نقطة انصهار الجليد هي الصفر السليزي ز نقطة غليان الماء 100 س .
2.التدريج الفهرنهايتي :
وتعتبر فيه نقطة انصهار الجليد 32 درجة و نقطة غليان الماء 212 درجة .
3.التدريج الكلفيني أو المطلق :
و تعتبر فيه نقطة انصهار الجليد هي 273 درجة و نقطة غليان الماء 373 درجة .
لتحويل من تدريج إلى تدريج لآخر نتبع التالي :
1. اتحويل من التدريج السليزي إلى الفهرنهايتي أو العكلا نتبع العلاقة الآتية :
(( ))
2. لتحويل من التدريج السليزي إلى التدريج المطلق و العكلا نتبع التالي :
الدرجة المطلقة = 273 + س
3. لتحويل من التدريج الفهرنهايتي إلى التدريج المطلق و العكلا نحول أولا إلى التدريج السليزي ثم بعد ذلك إلى التدريج المطلوب .
درجة الحرارة:
درجة حرارة جسم هي مقياس لدرجة سخونته . تقاس باستخدام موازين الحرارة التي يمكن معايرتها لاظهار تدريجات مختلفة لدرجات الحرارة . و السلمان المقبولان دولياً هما سلم درجة الحرارة المطلقة و سلم سلزيوس.
العرض:-
· بعض التعريفات المتعلقة بالحرارة:
النقطة الثابتة:
درجة حرارة تحدث عندها تغيرات ملحوظة ( في شروط محددة ) ، و من ثم يمكن إعطاؤها قيمة تقاس بالنسبة لها درجات الحرارة الأخرى كافة . من امثلتها نقطة الجليد ( درجة الحرارة التي ينصهر عندها الجليد النقي ) و نقطة البخار ( درجة حرارة البخار فوق الماء المغلية تحت الضغط الجوي ).
و تستخدم نقطتان ثابتتان لمعايرة ميزان الحرارة ( نقطة ثابتة دنيا و نقطة ثابتة عليا ). و تمثل المسافة بين هاتين النقطتين المدى الاساسي.
سلم درجة الحرارة المطلقة أو الدينامية الحرارية :-
سلم معياري لدرجات الحرارة يستخدم وحدة تسمى كلفن (ك) .
تعطى قيمة الصفر لأدنى درجة حرارة يمكن تحقيقها نظرياً ، و تسمى الصفر المطلق. و يتعذر الوصول إلى درجة حرارة أدنى لأن ذلك يتطلب حجماً سالباً و هو أمر متعذر الوجود .
سلم سلزيوس:
سلم معياري لدرجات الحرارة مماثل في تدريجه لسلم درجة الحرارة المطلقة، لكن يعطي الصفر لنقطة الجليد و درجة المئة لنقطة البخار .
سلم فهرنهايت :
سلم قديم تعطى فيه درجة 32 ف لنقطة الجليد و 212 ف لنقطة البخار .
و قلما يستعمل هذا السلم في الاغراض العلمية .
· طرق انتقال الحرارة:
التوصيل او أو النقل الحراري:
الطريقة التي تنتقل فيها الحرارة في الأجسام الصلبة ( و كذلك في السوائل ، و الغازات ، على نطاق أضيق ) . تنتقل الطاقة في النواقل الجيدة بسرعة ، و يحدث ذلك أساساً بحركة الالكترونات الحرة . فضلاً ايضاً عن اهتزاز الذرات .
الحمل :
طريقة تنتقل بها الطاقة في السوائل و الغازات . إذا سخن غاز أو سائل فإنه يتمدد فتقل كثافته و يرتفع ، و ينخفض الغاز أو السائل الأبرد ليحتل مكانه . و هكذا ينشأ تيار الحمل .
الإشعاع :
طريقة لانتقال الطاقة من مكان ساخن الى مكان بارد دون ان يكون للوسط أي دور. يمكن ان يحصل ذلك داخل الخلاء ، على عكلا النقل و الحمل . و يستخدم مصطلح (( الإشعاع)) كثيراً للإشارة إلى الطاقة الحرارية نفسها التي تسمى بخلاف ذلك الطاقة الحرارية المشعة. يأخذ الإشعاع شكل موجات كهرومغناطيسية ، و خصوصاً الإشعاع تحت الأحمر .
الخاتمة:-
عرضت في هذا التقرير عن درجة الحرارة وبعض التعريفات المتعلقة بالحرارة وطرق انتقال الحرارة وأتمنى أن تعم الفائدة للجميع
كمية الحرارة
الحرارة شكل من أشكال الطاقة :
كان الاعتقاد السائد قديما أن الحرارة مادة لا وزن لها و لا يمكن رؤيتها , وسميت بالسيال ( المائع ) الحراري و كان يظن أن هذا السيال ينتقل من المواد أو الأجسام المحترقة أو الساخنة إلى المواد أو الأجسام الباردة , فيعمل بذلك على تسخنها .
تعريف المادة :
هي كل شئ له وزن و يشغل حيزا في الفراغ ....
حالات المادة :
1. الصلبة
2. السائلة
3. غازية
تعريف الحرارة :
هي شكل من أشكال الطاقة ويمكن الحصول عليها من أي شكل من هذه الأشكال :
. الطاقة الشمسية
. الطاقة الحركية
. الطاقة الكيميائية
. الطاقة الكهرومغناطيسية
. الطاقة الضوئية
طرق انتقال الحرارة :
1. التوصيل .
2. الحمل .
3. الإشعاع .
تعريف درجة الحرارة :
هي متوسط الطاقة للجزئ الواحد .
النظرية الجزئية :
فروض النظرية الجزئية :
1. المادة تتكون من جزيئات
2. جزيئات المادة الواحدة متشابهة و جزيئات المواد المواد المختلفة غير متشابهة .
3. توجد مسافات بين الجزيئات تسمى المسافات الجزيئية أو البينية .
4. توجد بين الجزيئات قوى تسمى قوى التجاذب او التماسك .
5. الجزيئات في حركة دائمة .
تعرف كمية الحرارة :
هي مجموع الطاقة الداخلية للجزيئات ...
الطاقة الداخلية للجزيئات = طاقة الحركة و طاقة الوضع
طاقة الحركة = 1/2 ك * ع 2
طاقة الوضع = وزن الجسم * ارتفاعه الرأسي عن موضع الاتزان .
علما بأن وحد قياس كمية الحرارة الجول أو السعر و السعر = 4.18 جول ...
العوامل التي تتوقف عليها كمية الحرارة :
1. كتلة الجسم ( ك ) ..
2. نوع مادة الجسم ( ن ) ..
3. مقدار التغير في درجة الحرارة ( ^ د ) ..
علما بأن كمية الحرارة = الكتلة * الحرارة النوعية * فرق درجات الحرارة
ك * ن * ^ د
تعريف الحرارة النوعية :
هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة كيلوجرام واحد من المادة درجة سليزية واحدة.
علما بأن وحد قياس الحرارة النوعية هي جول / كجم . س
تعريف السعة الحرارية :
هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة المادة درجة سليزية واحدة .
السعة الحرارية = ك * ن
قانون الاتزان الحراري :
كمية الحرارة المكتسبة = كمية الحرارة المفقودة
ملاحظة كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة
= الكتلة * الحرارة النوعية * الفرق في درجة الحرارة
ك * ن * ^ د
بعض التعليلات الخاصة بالفصل :
س . حدوث نسيم البحر نهارا و نسيم البر ليلا ... علل ؟؟؟
ج . بسبب اختلاف الحرارة النوعية لكل من اليابس و الماء ( اليابس اصغر و الماء اكبر ) .......
س . ما هو سبب حدوث الرياح ؟؟؟
ج . بسبب التسخين الغير متوازن على سطح الكرة الأرضية ...
س . علل, تصنع أواني الطهي من المعادن الحرارية النوعية لها صغيرة نسبيا ؟
ج . لكي تكتسب الحرارة بسرعة و تفقدها بسرعة ...
س . تصنع قاعدة المكواة من الفولاذ علل ؟؟
ج . لان الفولاذ الحرارة النوعية له كبيرة نسبيا و لذلك يكتسب الحرارة ببطئ و يفقدها ببطئ .
وهاذي مال الوحده الرابعة
تمدد الأجسام الصلبة
تتمدد الأجسام الصلبة بالحرارة و تنكمش بالبرودة
تتمدد الأجسام الصلبة المختلفة بمقادير مختلفة عندما تتعرض لنفس مقدار التغير في درجات الحرارة
س.1 علل تترك مسافات محدودة بين القضبان المستخدمة في إقامة الجسور و السكك الحديدية ؟؟
جــ.1 تترك هذه المسافات بين الغضبان لكي تتمدد فيها عندما ترتفع درجة الحرارة صيفا حتى , لا تنكلار .
س.2 علل يلاحظ ارتخاء أسلاك الكهرباء و التليفونات في فصل الصيف و العكلا صحيح ؟؟
جــ.2 بسبب ارتفاع الحرارة في فصل الصيف و انخفاضها في فصل الشتاء .
س.3 علل يلاحظ وجود انحناءات في أنابيب نقل زيت البترول ؟؟
جـ.3 لكي تتلاشى تصدعها عندما ترتفع أو تنخفض درجة الحرارة .
- أنواع التمدد :
1. تمدد سطحي
2. تمدد حجمي
3.تمدد طولي
- العوامل التي يتوقف عليها التمدد الطولي :
1. الطول الأصلي للساق
2. مقدار الارتفاع في درجة حرارة الساق
3. نوع مادة الساق
تعريف معامل التمدد الطولي " " :
هو مقدار الزيادة في وحدة الأطوال من المادة إذا رفعة درجة حرارتها درجة سليزية واحدة ابتداء من الصفر السليزي .
العوامل التي يتوقف عليها التمدد الحجمي :
1. الحجم الأصلي للجسم
2. مقدار الارتفاع في درجة حرارة الجسم
3. نوع مادة الجسم
تعريف معامل التمدد الحجمي " ج " :
هو مقدار الزيادة في وحدة الحجوم من المادة اذا رفعت درجة حرارتها درجة سليزية واحدة ابتداء من الصفر السليزي .
ملاحظة :
معامل التمدد الحجمي = ثلث أمثال معامل التمدد الطولي .
قياس درجة الحرارة :
تعريف درجة الحرارة :
هي متوسط الطاقة للجزئ الواحد و تقاس درجة الحرارة عن طريق أجهزة تسمى الترمومترات ز
أنواع الترمومترات :
1. ترمومترات تستخدم فيها السوائل كمادة ترمومترية مثل الزئبق و الكحول .
2. ترمومترات تستخدم فيها الغازات كمادة ترمومترية .
3. ترمومترات تعتمد على تغير مقاومة المعادن بتغير درجة حرارة الوسط .
الترمومتر الزئبقي :
سمي بهذا الاسم لان السائل المستخدم فيه هو الزئبق .
س.1 ما هي مميزات الزئبق كمادة ترمومترية؟؟
جـ.1 1. لونه فضي فيبسط رويته خلال الزجاج .
2. قوة تماسك جزيئاته عالية ( لذلك لا يلتصق بالزجاج )
3 . يمكن استخدامه كمادة ترمومتريه في مدى واسع فهو يتجمد عند 39- س و يغلي عند 357 س ...
4. يتصف الزئبق بانتظام تمدده في جميع درجات الحرارة .
الترمومتر الطبي :
يستخدم في قياس درجة حرارة جسم الإنسان و هو مدرج من 35 س إلى 43 س و متوسط درجة حرارة الإنسان العادية 37 س .
س علل وجود اختناق بين الأنبوبة الشعرية والمستودع في الترمومتر الطبي ؟
ج لاعطاء الوقت الكافي لقراءة الدرجة المبينة
التدريجات المختلفة لدرجات الحرارة :
في جميع التدريجات المختلفة لدرجات الحرارة اتفق على نقطتان أساسيتان هما :
1. نقطة انصهار الجليد
2. نقطة غليان الماء تحت ضغط جوي معتاد ( 76سم زئبقي )
التدريجات هي :
1. التدريج السليزي :
و يعيبر فيه نقطة انصهار الجليد هي الصفر السليزي ز نقطة غليان الماء 100 س .
2.التدريج الفهرنهايتي :
وتعتبر فيه نقطة انصهار الجليد 32 درجة و نقطة غليان الماء 212 درجة .
3.التدريج الكلفيني أو المطلق :
و تعتبر فيه نقطة انصهار الجليد هي 273 درجة و نقطة غليان الماء 373 درجة .
لتحويل من تدريج إلى تدريج لآخر نتبع التالي :
1. اتحويل من التدريج السليزي إلى الفهرنهايتي أو العكلا نتبع العلاقة الآتية :
(( ))
2. لتحويل من التدريج السليزي إلى التدريج المطلق و العكلا نتبع التالي :
الدرجة المطلقة = 273 + س
3. لتحويل من التدريج الفهرنهايتي إلى التدريج المطلق و العكلا نحول أولا إلى التدريج السليزي ثم بعد ذلك إلى التدريج المطلوب .
