السعة الحرارية النوعية و تحولات المادة Specific heat capacity and material transformations
on
Get link
Facebook
Twitter
Pinterest
Email
Other Apps
السعة الحرارية النوعية و تحولات المادة
السعة الحرارية النوعية
أخذ 1 كيلو جرام من كل مادة وتم حساب الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم درجة واحدة
ودعيت الحرارة النوعية
( C )ويرمز لها بالرمز وتقدر بوحدة \[\frac{j}{kg.C^0}\] الجدول التالي يبين الحرارة النوعية لبعض الاجسام
الطاقة الحرارية تعتمد على كتلة المادة والعلاقة طردية
$Q \propto {m}$
الطاقة الحرارية تعتمد على تغير درجة الحرارة والعلاقة طردية
$Q \propto {∆𝑇}$
الطاقة الحرارية تتغيربتغير نوع المادة كل مادة تحتاج إلى طاقة مختلفة حتى نرفع درجة حرارتها
( C) وتدعى السعة الحرارية النوعية
1مثال
( 5 kg ) انبوب مياه مصنوع من النحاس كتلته
\[5\;kg\] يستخدم لنقل المياة ترتفع درجة حرارة المياه من الدرجة
\[20^0\;c\Rightarrow 85^0\;c\]
فإن الطاقة الحرارية التي تكتسبها أنابيب النحاس تعادل علما بأن السعة الحرارية النوعية للنحاس تعادل \[ 𝐶_𝑝 = 385 \frac{j}{kg.C^0}\]
قياس السعة الحرارية النوعية لمادة مجهولة ( الإتزان الحراري )
عند خلط مادتين ببعضهما
نحصل على الاتزان الحراري
هناك مادة فقدت طاقة حرارية وهناك مادة إكتسبت طاقة حرارية عند الإتزان الطاقة الحرارية المكتسبة = الطاقة الحرارية المفقودة
\[∆E_A=- ∆E_B\] بعد الخلط تكون درجة حرارة المادة
التي اكتسبت طاقة حرارية
= درجة حرارة المادة
التي فقدت طاقة حرارية
\[Cp_A .m_A.(Tf- Ti_A )= -Cp_B .m_B.(Tf- Ti_B )\] في هذه المحاكاة يتم خلط المادتين داخل مسعر معزول ببعضهما البعض ويتم قياس درجة الحرارة قبل الخلط وبعد الخلط ويتم تحديد كتل المادتين ونطبق قانون الأتزان الحراري
التجربة 1 هناك مشكلة هناك طاقة مفقودة داخل المسعر وتتغير قيمتها حسب نوع المسعر تحدد قيمة الطاقة المفقوة من المسعر من خلال خلط كميتين من الماء بدرجات حرارة مختلفة
كتلة الماء داخل الكأس
درجة حرارة الماء الإبتدائية داخل المسعر
كتلة الماء داخل المسعر
\[m_2= .........kg\]
\[Ti_1= .........c^0\]
\[m_1= .........kg\]
السعة الحرارية النوعية للماء
درجة حرارة المزيج
درجة حرارة الماء الإبتدائية داخل الكأس
\[ Cp = 4180\frac{j}{kg.C^0}\]
\[T_f= .........c^0\]
\[Ti_2= .........c^0\]
(C= m.Cp) حساب الطاقة الحرارية المفقودة داخل المسعر لكل درجة حرارة
التجربة 2 و 3 قياس السعة الحرارية النوعية لمادة صلبة
كتلة المعدن المطلوب حساب سعتة الحرارية
درجة حرارة الماء الإبتدائية داخل المسعر
كتلة الماء داخل المسعر
\[m_2= .........kg\]
\[Ti_1= .........c^0\]
\[m_1= .........kg\]
الطاقة الحرارية المفقودة في المسعر لكل درجة
السعة الحرارية النوعية للماء
درجة حرارة المزيج
درجة الحرارة الإبتدائية للمادة الصلبة
\[ C = 100\frac{j}{K}\]
\[ Cp = 4180\frac{j}{kg.C^0}\]
\[T_f= .........c^0\]
\[Ti_2= .........c^0\]
(Cp) حساب السعة الحرارية اللمادة الصلبة
\[(Cp_A .m_A.+ C )(Tf- Ti_A )= -Cp_B .m_B.(Tf- Ti_B )\]
\[ (....... × ........ + ...... )( ......... - .........)= - Cp_B ×.......(.......- .........)\]
غير المادة بالضغط عليها واحسب سعتها الحرارية بنفس الطريقة السابقة
التجربة 4 قياس درجة حرارة المزيج بعد الأتزان
كتلة الماء داخل الكأس
درجة حرارة الماء الإبتدائية داخل المسعر
كتلة الماء داخل المسعر
\[m_2= .........kg\]
\[Ti_1= .........c^0\]
\[m_1= .........kg\]
الطاقة الحرارية المفقودة في المسعر لكل درجة
السعة الحرارية النوعية للماء
درجة حرارة الماء الإبتدائية داخل الكأس
\[ C = 0\frac{j}{K}\]
\[ Cp = 4180\frac{j}{kg.C^0}\]
\[Ti_2= .........c^0\]
(Tf) حساب درجة الحرارة النهائية للمزيج
اعتبر هنا انة لا يوجد فقد للطاقة داخل المسعر
\[(Cp_A .m_A.+ C )(Tf- Ti_A )= -Cp_B .m_B.(Tf- Ti_B )\]
\[ (....... × ........ + ...... )( T_f - .........)= - ........ ×.......(T_f- .........)\]
تحولات المادة
أن إضافة الطاقة الحرارية عن طريق الحرارة يزيد من درجة حرارة المادة. لكن من المدهش أن هناك حالات لا تؤدي فيها إضافة الطاقة إلى تغيير درجة حرارة مادة ما
حيث تعمل الطاقة الحرارية الإضافية على فك الروابط بين الجزيئات أو الذرات وتسبب تغيرًا في الطور .
وتحول المادة من شكل إلى أخر وتدعى هذه الطاقة الحرارة الكامنة
هناك حرارة كامنة للأنصهار وحرارة كامنة للتبخر
لدينا قطعة من الثلج درجة حرارتها
\[-20^0 C \]
هي الان في حالة صلبة
تم تسخينها من خلال موقد وتم مراقبة درجة الحرارة والحالة
الفيزيائية لها فكانت نتائج التحولات كما في الصورة
إن الطاقة اللازمة لتحويل المادة من حالة إلى أخرى تستخدم في تكسير الروابط
في هذه المحاكاة يتم تسخين كتلة من الثلج والخط البياني يحدد درجة حرارة المادة بمرور الزمن إن كل ثانية نحتاج إلى طاقة قدرها 208 جول
التجربة 1 حساب االسعة الحرارية النوعية للثلج من خلال الخط البياني
أن إضافة الطاقة الحرارية عن طريق الحرارة يزيد من درجة حرارة المادة. لكن من المدهش أن هناك حالات لا تؤدي فيها إضافة الطاقة إلى تغيير درجة حرارة مادة ما
حيث تعمل الطاقة الحرارية الإضافية على فك الروابط بين الجزيئات أو الذرات وتسبب تغيرًا في الطور .
وتحول المادة من شكل إلى أخر وتدعى هذه الطاقة الحرارة الكامنة
هناك حرارة كامنة للأنصهار وحرارة كامنة للتبخر
لدينا قطعة من الثلج درجة حرارتها
\[-20^0 C \]
هي الان في حالة صلبة
تم تسخينها من خلال موقد وتم مراقبة درجة الحرارة والحالة
الفيزيائية لها فكانت نتائج التحولات كما في الصورة
إن الطاقة اللازمة لتحويل المادة من حالة إلى أخرى تستخدم في تكسير الروابط
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
Comments
Post a Comment