حل اسئلة التقويم

التقويم 2-2:

16. صف. كيف تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المنطلقة من المادة عندما تتغير درجة حرارتها؟

الحرارة المكتسبة أو المنطلقة تساوي الحرارة النوعية مضروبة في كتلة المادة ومضروبة في التغير في درجة حرارتها.

17. اشرح. لماذا تكون إشارة ΔH_rxn سالبة للتفاعل الطارد للحرارة؟

في حالة التفاعل الطارد للحرارة تفقد الحرارة وتكون:

$∆$H_rxn = H_products-H_reactants

لذا تكون الإشارة سالبة H_products< H_reactants في حالة التفاعل الطارد للحرارة تفقد الحرارة وتكون

18. اشرح. لماذا يشكل الحجم المعلوم من الماء جزءاً مهماً من المسعر؟

حجم الماء يساوي كتلته نظراً لأن كثافة الماء 1g/mol والماء يمتص الطاقة التي يفقدها الجسم الموضوع بداخله وفقا للعلاقة:

q = c x m x $∆$T

19. اشرح. لماذا يجب أن تعرف الحرارة النوعية للمادة حتى تحسب الحرارة المكتسبة أو المفقودة من المادة نتيجة تغير درجة الحرارة؟

الحرارة النوعية تبين لنا كم جولاً يفقدها أو يكتسبها كل واحد جرام من المادة لكل تغير في درجة الحرارة مقداره واحد درجة مئوية.

20. صف. معنى النظام في الديناميكا الحرارية واشرح العلاقة بين النظام والمحيط والكون.

النظام هو جزء معين من الكون يحتوي على التفاعل أو العملية التي نريد دراستها في حين يعد المحيط كل شيء في الكون ما عدا النظام إذاً الكون هو النظام ومحيطه.

21. احسب. الحرارة النوعية (J/(g.c. لمادة مجهولة إذ تطلق عينة كتلتها 2.5g منها 12cal عندما تتغير درجة حرارتها من 25C إلى 20c. (استعن بالجدول 1-2 صفحة 58).

نحول q من وحدة cal الى وحدة j باستخدام العلاقة التالية:

q =12 Cal = 12 cal x 1kcal = 12000 cal

q = 12000 x 4.184 j =50208 J

$q=c\times m\times \mathrm{\Delta }T\Rightarrow c=\frac{q}{m\cdot \mathrm{\Delta }t}=\frac{50208\mathrm{J}}{2.50\mathrm{g}\times {5.0}^{\circ }\mathrm{C}}=4016.64 J/gC$

22. صمم تجربة. صف خطوات العمل التي يمكنك أن تتبعها لإيجاد الحرارة النوعية لقطعة فلز كتلتها 45g.

الحل: نضع كتلة معروفة من الماء في المسعر ونعير درجة حرارة الماء الابتدائية.

• نسخن عينة الفلز 45g إلى 100g درجة مئوية في الماء المغلي.
• نضع عينة الفلز الساخنة في الماء في مسعر وننتظر حتى تثبت درجة حرارة الماء.
• نعين درجة الحرارة النهائية للماء.
• نحسب الحرارة النوعية للفلز مفترضين أن الحرارة لا تفُقد من قبل الفلز إلى المحيط.
• يمكن حساب الحرارة النوعية للمعدن عن طريق المساواة بين كمية الحرارة التي اكتسبها الماء وكمية الحرارة المفقودة بواسطة المعدن.