الطاقة الحرارية

إعلانان

هي مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع للجزيئات، أو ذرات المادة ( الطاقة الكلية للجزيئات ).

درجة الحرارة

اعلان

هي مقياس لبرودة، أو سخونة الأجسام.
ترتبط بمتوسط طاقة الجزيء الواحد.

طاقة حرارية: عرفت سابقاً كيف تتصادم الأجسام وتتبادل طاقاتها الحركية.
فعلي سبيل المثال، الجزيئات الموجودة في غاز ما لها طاقة حركية خطية، ودورانية.
قد يكون للجزيئات طاقة وضع خلال اهتزازها، وترابطها.
فتصطدم مثلاً جزيئات الغاز بعضها ببعض ومع جدران الوعاء الذي يحويها.
إذ تنتقل الطاقة فيما بينها خلال هذه العملية.
تتحرك عدة جزيئات بحرية في الغاز، مؤدية إلى عدة تصادمات.
لذا يكون من المناسب مناقشة الطاقة الكلية للجزيئات، ومتوسط الطاقة لكل جزيء.
تسمى الطاقة الكلية للجزيئات بالطاقة الحرارية.
يرتبط متوسط الطاقة لكل جزيء بدرجة حرارة الغاز.

الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة

اعلان

تعاريف: درجة الحرارة مقياس لمدى سخونة، أو برودة الأجسام.
أن الطاقة الحرارية هي مجموع الطاقة الحركية لكل جزيئات المادة.

منشأ الطاقة الحرارية

تعتمد درجة حرارة الجسم على متوسط الطاقة الحركية لجزيئات المادة للجسم.

إنتقالها: أن الحرارة تنتقل بين الأجسام المتلاسة ( الساخن إلى البارد ).

الطاقة الحرارية في مختلف المواد.
مقارنة بين حالات المادة.

الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة: للجسم الساخن طاقة حرارية أكبر من الجسم البارد المشابه له.
مما يعني أن الجزيئات في الجسم الساخن لها طاقة حرارية أكبر من الجزيئات في الجسم البارد.
هذا لا يعني أن جميع الجزيئات داخل الجسم لها كمية الطاقة نفسها.
أنما لها مدى واسع من قيم الطاقة، والجزيئات الجسم الساخنة متوسط طاقة أكبر من متوسط.

درجة الحرارة والطاقة الحرارية

تسمى دراسة تحولات الحرارة إلى أشكال أخرى من أشكال الطاقة بالديناميكا الحرارية.
قد بدأت هذه الدراسات في القرن الثامن عشر عندما كان المهندسون يصنعون المحركات البخارية الأولى.
حيث استخدمت هذه المحركات في تشغيل القطارات، والمصانع، ومضحات المياه في مناجم الفحم.
ساهمت في شكل كبير في الثورة الصناعية في أرووبا، والولايات المتحدة.
ثم طور المهندسون مفاهيم جديدة حول كيفية إرتباط الحرارة مع الشغل المفيد في تصميم محركات أكثر كفاءة.
على الرغم من أن دراسة الديناميكا الحرارية بدأت في القرن الثامن عشر.
إلا أنه لم يتم الربط بين مفاهيم الديناميكا الحرارية، وحركة الذرات، والجزيئات في المواد الصلبة، والسوائل، والغازات.

درجة الحرارة الإبتدائية: ( بدون لمس الدورق ) 28.
درجة الحرارة النهائية: ( بعد دقيقين من لمس الدورق ) 30.
نستنتج t∆ = 2 ْC.

ما هو علم الديناميكا الحرارية؟

هو فرع من فروع الفيزياء الذي يهتم بدراسة الحرارة، وكيفية تحويلها إلى شغل.
وذلك بإستخدام بعض الآلات منها:
مكيف فريون.
لكي نتعرف على منشأ الطاقة الحرارية لابد من تذكر التركيب الداخلي للمواد.

حفظ الطاقة

ثابت = EA+ EB.

الطاقة الحرارية في النظام المغلق، والمعزول للجسم A مضافاً إليها الطاقة الحرارية للجسم B تساوي مقداراً ثابتاً.

الطاقة الحرارية والحرارة

عندما تضع قطعة من الثلج في كأس، وتتركها قليلاً فإنها تأخذ في الانصهار تدريجياً حتى تتحول إلى ماء.
أي أنها تتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
الطاقة: تعرف الطاقة بأنها المقدرة على إنجاز الشغل، أو إحداث تغيير.
لقد درست فيما سبق أنواعاً مختلفة من الطاقة، منها طاقة الحركة، كما في طاقة حركة الجسيمات المكونة للمادة.
تعتمد حركة الجسيمات في حالة المادة. على طاقتها الحركية.
كلما كانت طاقتها الحركية أكبر كانت سرعتها أكبر.
زادت المسافات بينها.
أما الجسيمات التي لها طاقة حركية قليلة فإنها تتحرك أبطأ.
تبقى متقاربة بعضها إلى بعض.
وللجسمات طاقة وضع ( أو طاقة كامنة ) بالإضافة إلى طاقتها الحركية.
يطلق على مجموع طاقة، والطاقة الحركية لجميع جسيمات الجسم الطاقة الحرارية.
تعتمد الطاقه الحرارية على عدد الجسيمات في المادة، ومقدار طاقتها.
إذا تغير عدد الجسيمات، أو كمية الطاقة في كل جزيء تغيرت الطاقة الحرارية في العينة.
لذا عند وجود عينتين متشابهتين تماماً في الحجم تحتوي العينة الأسخن ( التي درجة حراتها أعلى ) على طاقة حرارة أكبر.
لذا توصف الطاقة الحرارية بأنها خاصية كمية؛ لأنها تختلف باختلاف العينة من المادة نفسها.
نجد أن الطاقة الحرارية لجسيمات الماء الساخن في الينبوع أكبر من طاقة الجسيمات المحيطة بها.

الطاقة الحرارية والتسخين

تعتمد الطاقة الحرارية على كمية المادة، والطاقة الحركية لجسيماتها.
الحرارة هي إنتقال الطاقة الحرارية من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد.

التغير بين الحالة الصلبة والحالة السائلة

تبقي حرارة المادة ثابتة خلال تحولات المادة من حالة إلى أخرى.
الأنصهار: تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
التجمد: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.

التغير بين الحالة السائلة والحالة الغازية

التبخر: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
التكثف: تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.

التغير من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية.

التسامي: تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية مباشرة دون المرور بالحالة السائلة.

اعط رايك ( أو افق او لا او افق؟ مع التبرير

مادتين مختلفين لهما نفس الكتلة.. عند تزويدهما بطاقة حرارية متساوية.
سيكون لهما نفس درجة الحرارة

( لا او افق ).

الحرارة النوعية

هي الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1Kg من المادة درجة واحدة.

الحرارة وتدفق الطاقة الحرارية

عندما يتلامس جسمان يتناقلان طاقة.
هذه الطاقة التي تنتقل بين الجسمين تسمى الحرارة.
توصف الحرارة بأنها الطاقة التي تتدفق دائماً من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد.
ولا تنتقل الحرارة تلقائياّ من الجسم الأبرد إلى الجسم الأسخن أبداً.
يستخدم الرمز Q لتمثيل كمية الحرارة، والذي له نفس رح أشكال الطاقة الأخرى.
وهي الجول، وإذا كانت Q سالبة القيمة فذلك يعني أن الحرارة تنبعث من الجسم، أما إذا كانت Q موجبة القيمة فذلك يعني أن الجسم امتص الحرارة.

التوصيل الحراري: إذا وضعت نهاية قضيب معدني في لهب فإن جزيئات الغاز الحارة في اللهب ستوصل الحرارة إلى القضيب.
يصبح الطرف الآخر للقضب دافئاً أيضاً خلال فترة زمنية قصيرة.
لقد تم إيصال الحرارة؛ لأن الجزيئات في القضيب كانت تتلامس معاً مباشرة.
الحمل الحراري: يحدث إنتقال للطاقة الحرارية حتى لو لم تكن الجزيئات في الجسم يلامس بعضها بعضاً مباشرة.

تجربة الطاقة الحرارية

سؤال تجربة إستهلاك الطاقة الحرارية: ما الذي يحدث لدرجة حرارة المادة في الكأس عندما تحملها بيديك؟

تزداد درجة حرارته.

نستنتج: أن الحرارة تنتقل بين الأجسام المتلامسة ( الساخن إلى البارد ).
بالتالي يحصل تغير في درجة الحرارة.

حدد أنواع الطاقات الموجودة في الجامد؟

له طاقه حركية وطاقة وضع من خلال النوابض التي ترتبط بها = طاقة كلية.
تهتز الجزيئات ولاتستطيع أن تتحرر وتترك مكانها.

حدد أنواع الطاقات الموجودة في الغاز؟

طاقة حركية خطية وطاقة حركية دورانية وكذلك طاقة وضع.
بسبب حركتها العشوائية، والتصادمات فيما بينها وكذلك التصادم بينها، وبين جدران الإناء تنتقل فيما بين الجزيئات.

ما العلاقة بين الطاقة الحرارية والطاقة الحركية للغاز؟

جزيئات الغاز الساخن لها طاقة حركية أكبر من البارد.
جزيئات الغاز الساخن لها طاقة حرارية أكبر من البارد.

أذن العلاقة طردية بين الطاقة الحركية والحرارية.

جزيئات المادة الساخن لها طاقة حركية أكبر من البارد.
جزيئات المادة الساخن لها طاقة حرارية أكبر من البارد.

أن الطاقة الحرارية: هي مجموع الطاقة الحركية لكل جزيئات المادة.

أشكال الطاقة

الطاقة الحرارية: تتحول عند تسخين سلك فلزي. ( طاقة إشعاعية ).
طاقة الوضع.
الطاقة الكيميائية ( تتحول نتيجة الإحتراق ) طاقة حرارية، طاقة الإشعاع.
طاقة حركية ( تتحول في العضلات ).

ها نحن نصل إلى ختام هذا المقال الذي نكون قد شرحنا فيه كافة التفاصيل المتعلقة بـ ( الطاقة الحرارية فيزياء 2 ) أرجو أن أكون قد قدمت مقالنا مفيداً من خلال الموقع الإلكتروني ٫٫ اعرفها صح ٫٫ أترككم في رعاية الله.