حلول اتقان المفاهيم وتطبيق المفاهيم

خريطة المفاهيم:

أكمل خريطة المفاهيم باستخدام المصطلحات الآتية الحرارة، الشغل، الطاقة الداخلية.

إتقان المفاهيم

(5-1)

36. وضح الاختلافات بين الطاقة الميكانيكية لكرة ما، وطاقتها الحرارية، ودرجة حرارتها.

إن الطاقة الميكانيكية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة للكرة على اعتبار أنها كتلة واحدة والطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة للجسيمات المنفردة المكونة لكلتة الكرة، أما درجة الحرارة فهي ليست مقياس للطاقة الداخلية للكرة.

37. هل يمكن وجود درجة حرارة للفراغ؟ وضح ذلك.

لا يوجد في الفراغ جسيمات لكي يكون فيها طاقة.

38. هل جميع الجزيئات أو الذرات في السائل لها السرعة نفسها؟

لا يوجد مدى واسع لمقادير سرعات الجزيئات والذرات.

39. هل يُعد جسم الانسان مقياساً جيداً لدرجة الحرارة؟ تشعر في يوم شتاء بارد، أن مقبض الباب المعدني أبرد من المقبض الخشبي فسر ذلك.

يقيس الجلد تدفق الحرارة منه وإليه ويمتص مقبض الباب المعدني الحرارة أسرع من الباب الخشب لذلك يبدو أبرد.

40. عند تدفق الحرارة من جسم ساخن ملامس لجسم بارد، هل يحدث للجسمين التغير نفسه في درجات الحرارة؟

ستتغير درجات الحرارة للجسمين اعتماداً على كتلتيهما وعلى حرارتهما النوعية وليس بالضرورة أن يكون تغير درجة الحرارة هو نفسه لكل منهما.

(2- 5)

41. هل تستطيع إضافة طاقة حرارية إلى جسم دون زيادة درجة حرارته؟ فسّر ذلك.

عندما تصهر جسماً صلباً أو عندما تغلي سائلاً فإنك تضيف طاقة حرارية دون أن تحدث تغيراً في درجة الحرارة.

42. عندما يتجمد الشمع، هل يمتص طاقة أم يبعث طاقة؟

عندما يتجمّد الشمع تنبعث منه طاقة.

43. فسر لماذا يبقى الماء في القربة المحاطة بقماش رطب بارداً أكثر من حالة عدم وجود القماش؟

عندما يتبخر الماء داخل الغطاء القماشي في الهواء الجاف فأنة يمتص كمية طاقة تتناسب مع الحرارة الكامنة لتبخرة لذا تبرد القربة.

44. أي العمليات تحدث في ملفات مكيف الهواء الموجودة داخل المنزل: التبخر أم التكثف؟ وضح ذلك.

يتبخر غاز التبريد الموجود داخل الملفات الموجودة داخل المنزل بسبب امتصاص الطاقة من الغرف.

تطبيق المفاهيم:

45. الطبخ. تطهو امرأة اللحم في قدر ماء يغلي، فهل ينضج اللحم أسرع عند غلي الماء بشدة أو غليه بهدوء (على نار هادئة)؟

يجب أن لا يكون هناك اختلاف فالماء في كلا الحالتين له درجة الحرارة نفسها.

46. أي السائلين يبرِّده مكعب من الثلج أسرع: الماء أم الميثانول؟ وضّح ذلك.

الميثانول لأن له حرارة نوعية أقل يتولد T$∆$ أكبر لكتلة معينة وانتقال حرارة معينة، حيث: Q = mc$∆$T.

47ُ. سُخنت كتلتان متساويتان من الألومنيوم والرصاص بحيث أصبحتا عند درجة الحرارة نفسها، ثم وضعت القطعتان على لوحين متامثلين من الجليد. أيهما يصهر جليداً أكثر؟ وضح ذلك.

يصهر الألومنيوم جليداً أكثر لأن حرارته النوعية أكبر من الحرارة النوعية للرصاص.

48. لماذا يشعر الشخص ببرودة السوائل السريعة التبخر على الجليد، ومنها الأسيتون والميثانول؟

لأنهما يمتصان حرارة التبخر من الجليد عند تبخرهما.

49. أُسقط قالبان من الرصاص لهما درجة الحرارة نفسها في، كأسين متماثلتين من الماء متساويتين في درجة الحرارة، فإذا كانت كتلة القالب A ضعف كتلة القالب B ،فهل يكون لكأسي الماء درجات الحرارة نفسها بعد الوصول إلى حالة الاتزان الحراري؟ وضّح ذلك.

ستكون الكأس ذات القالب A أسخن لأنه يحتوي على طاقة حرارية أكثر.