ﺘﻤﺭﻴﻥ B :2 – 1ﺘﻤﺜﻴل ﺍﻟﻘﻭﺓ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻁﺒﻘﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ :ﺠﺴــﻡ ﺟﻬﺔ اﻟﺤﺮآﺔ P – 2ﻋﻤل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻘﻭﺓ: ) W ( P ) = P.h.cos( P,AB A W ( P ) = −P.h. – 3ﺇﻴﺠﺎﺩ ﻋﻼﻗﺔ ﺘﺭﺒﻁ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( Aﺒﻌﻤل ﺍﻟﻘﻭﺓ ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + 0 + 0 = Wm + 0 + 0 + 0 ∆Ec = W ( P ) ⇔ Ec B − Ec A = −m.g .h ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﺼل ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( Bﻴﺘﻭﻗﻑ ،ﺇﺫﻥ ﻁﺎﻗﺘﻪ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﻋﻨﺩ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( Bﺘﻜﻭﻥ ﻤﻌﺩﻭﻤﺔ .ﻭ ﻋﻠﻴﻪ ﺘﻜﻭﻥ ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺭﺒﻁ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﻋﻨﺩ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( Aﻭ ﻋﻤل ﺍﻟﻘﻭﺓ ﻫﻲ: Ec A = m.g .h – 4ﺍﺴﺘﻨﺘﺎﺝ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻉ ) ( hﺍﻟﺫﻱ ﻴﺼل ﺇﻟﻴﻪ ﺍﻟﺠﺴـــﻡ. 1 m .V1 2 = m.g .h ⇒ h = V12 2 2.g h = 11,25 m ﺘﻤﺭﻴﻥ :3 – 1ﺘﻤﺜﻴل ﺍﻟﻘﻭﻯ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻁﺒﻘﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﺴﻡ )(1 P )(2 – 2ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﻜﺭﻴﺔ (:-
∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We=W(P)⇒ Ec 2 − Ec1 = m.g .h ⇒ 1 m.V2 2 = 1 m .V1 2 + m.g .h 2 2 V2 = V12 + 2.g .h V2 = 5m / s :4 ﺘﻤﺭﻴﻥ ( – ﺘﻤﺜﻴل ﺍﻟﻘﻭﻯ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻴﺔ ﺍﻟﻤﺅﺜﺭﺓ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﺴﻡ ) ﺹ1 R B P . AB ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻴﺠﺎﺩ –2 A ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + 0 + 0 = Wm + 0 + 0 + 0 ∆Ec = W ( P ) + W ( R )1 m.VB 2 − 1 m.V A2 = P.AB .cos( P , AB )+ R.AB .cos( R , AB)2 2 0 − 1 m.V A2 = P.AB .cos( 150 )+ R.AB .cos( 90 ) 2 -
AB = VA2 ⇒ AB = 25 2.g 2 × 10 AB = 1 ,25 m-
ﺍﻟﻭﺤﺩﺓ ﺍﻟﺘﻌﻠﻤﻴﺔ ﺍﻟﺜﺎﻟﺜﺔ :ﺍﻟﻁﺎﻗﺎﺕ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ. ﺍﻟﻜﻔﺎﺀﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻬﺩﻓﺔ:• ﻳﻌﺒﺮ و ﻳﺤﺴﺐ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﺎﻣﻨﺔ ﻟﺠﺴﻢ ﺻﻠﺐ ﻓﻲ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻣﺘﺒﺎدل ﻣﻊ اﻷرض و /أو ﻥﺎﺏﺾ• ﻳﺴﺘﻌﻤﻞ ﻣﺒﺪأ اﻥﺤﻔﺎظ اﻟﻄﺎﻗﺔ ﻟﺘﺤﺪﻳــــﺪ ارﺗﻔﺎع ﺝﺴﻢ ﺻﻠﺐ و /أو ﺗﺸﻮﻩ ﻥﺎﺏــﺾ ﺘﺼﻤﻴﻡ ﺍﻟﺩﺭﺱ ﺍﻟﺩﺭﺱ ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺩﺍﺘﻲ ﺃﺠﻭﺒﺔ ﺍﻟﻠﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺩﺍﺘﻲ --
ﺍﻟﺩﺭﺱ – ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﺜﻘﻠﻴﺔ ﻟﺠﺴﻡ ﺼﻠﺏ ﻓﻲ ﺘﺄﺜﻴﺭ ﻤﺘﺒﺎﺩل ﻤﻊ ﺍﻷﺭﺽ ﻨﺸﺎﻁ V =0 ﺩﺭﺍﺴﺔ ﺤﺭﻜﺔ ﻗﺫﻴﻔﺔ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺔ ﺇﻫﻤﺎل ﺍﻻﺤﺘﻜﺎﻜﺎﺕ ﻤﻊ ﺍﻟﻬﻭﺍﺀ ﺍﻟﻬﺩﻑ: ﺍﻟﻭﺼﻭل ﺇﻟﻰ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﺜﻘﻠﻴﺔEpp = m.g.h : h ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: – ﻨﻘﺫﻑ ﺠﺴﻤﺎ ﻤﻥ ﻭﻀﻊ ) ( Oﺒﺴﺭﻋﺔ ﺍﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ ﻗﻴﻤﺘﻬﺎ . VV – ﻨﻌﺘﺒﺭ ﻤﺒﺩﺃ ﻗﻴﺎﺱ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻋﺎﺕ ﺍﻟﻭﻀﻊ ﺍﻟﺫﻱ ﻗﺫﻑ ﻤﻨﻪ ﺍﻟﺠﺴﻡ O – ﻨﺴﺠل ﻤﺨﺘﻠﻑ ﺍﻷﻭﻀﺎﻉ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺸﻐﻠﻬﺎ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﺤﺭﻜﺘﻪ ﻓﻨﺤﺼل h=0 ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻭﺜﻴﻘﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: A0 θ = 0,02 s ﻨﺭﻗﻡ ﻤﺨﺘﻠﻑ ﺍﻷﻭﻀﺎﻉ ﺍﻟﺘﻲ ﺸﻐﻠﻬﺎ ﺍﻟﻤﺘﺤﺭﻙ ﻜﻤﺎ ﻫﻭ ﻤﺒﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻭﺜﻴﻘﺔ A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 θ = 0,02 s– ﻨﻌﻴﻥ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻉ ) ( hﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﻭﻀﻊ ) ( A Oﺍﻟﻤﻭﺍﻓﻕ ﻟﻜل ﻭﻀﻊ ﻤﻥ ﺍﻷﻭﻀﺎﻉ ﺍﻟﺘﻲ ﺸﻐﻠﻬﺎ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﺼﻌﻭﺩﻩ. – ﻨﻌﻴﻥ ﺍﻟﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﻤﻭﺍﻓﻘﺔ ﻟﻜل ﻭﻀﻊ. – ﻨﻘﻭﻡ ﺒﺤﺴﺎﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﺍﻟﻤﻭﺍﻓﻘﺔ ﻟﻜل ﻭﻀﻊ ﻤﻥ ﺍﻷﻭﻀﺎﻉ ﺍﻟﺘﻲ ﺸﻐﻠﻬﺎ ﺍﻟﻤﺘﺤﺭﻙ. ﻨﺘﺎﺌﺞ ﺍﻟﻘﻴﺎﺱ ﻨﻠﺨﺼﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ: --
Ai A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 h i (m).10– 2 0 2,8 5,2 7,2 8,8 10 10,8 ) Vi ( m/ s / 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 / 1 m.V 2 ( joule ) .10 – 3 / 16,9 12,1 8,1 4,9 2,5 / 2 ) h( m ﺍﻟﻤﻁﻠﻭﺏ:10−2 = .h ) f ( 1 m.V 2 ﺃﺭﺴﻡ ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ –1 2.10−3 2 – 2ﺃﻜﺘﺏ ﺃﺤﺴﺏ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﻤﻘﺩﺍﺭ: ﺘﻼﺤــــﻅ؟. ﻤﺎﺫﺍ . a = ∆h ∆Ec – 3ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ، ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﺜﻘﻠﻴﺔ ) 1 m.V 2( joule 2 ﺍﻹﺠــــﺎﺒﺔ ﻋﻥ ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴل – 1ﺭﺴﻡ ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ. – 2ﺤﺴﺎﺏ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﻤﻘﺩﺍﺭ ) .( a a = ∆h = −5 (∆ 1 m.V 2 ) 2 ﻨﻌﻠﻡ ﺃﻥ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻓﻲ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﻫﻲ m = 20 gﻭﺃﻥ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺠﺎﺫﺒﻴﺔ . g = 10 u.I 1 = 1 = 5 :( - a ) ﻴﺴﺎﻭﻱ ( m. g ﺃﻥ ﻤﻘﻠﻭﺏ ﺍﻟﺠﺩﺍﺀ ) ﻨﻼﺤﻅ m.g 0,02 × 10 --
a = ∆h = − 1 ﺇﺫﻥ ،ﻴﻤﻜﻥ ﻜﺘﺎﺒﺔ: m.g (∆ 1 m.V 2 ) 2(∆ 1 m.V 2 ) = −m.g .∆h ﻭ ﻤﻨﻪ ﻴﻤﻜﻥ ﺍﺴﺘﻨﺘﺎﺝ ﺍﻟﻌﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: 2 ﻭ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻤﻜﻥ ﻜﺘﺎﺒﺘﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ:(1).............................. (∆ 1 m.V 2 ) = (− m.g .h2 − m.g .h1 ) 2 – 3ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﺜﻘﻠﻴﺔ:∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + 0 = 0 + 0 + 0 + 0 ) ∆Ec = −∆Ep ⇒ Ec 2 − Ec1 = −( Epp 1 − Epp 2 (2)............... ﺒﻤﻘﺎﺭﻨﺔ ﺍﻟﻌﺒﺎﺭﺘﻴﻥ ) (1ﻭ ) ( 2ﻨﻼﺤﻅ ﻤﺎ ﻴﻠﻲ : ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( 1ﻫﻲ ) ( Epp1 = m.g.h1 ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( 2ﻫﻲ ) ( Epp2 = m.g.h2 ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﻘﺩﺍﺭ ﻴﺘﻌﻠﻕ ﺒــ – ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ) ( m – ﻭﻀﻊ ﺍﻟﺠﺴﻡ ) ( hﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻤﺴﺘﻭﻱ ﻤﺭﺠﻌﻲ ﻟﻘﻴﺎﺱ ﺍﻹﺭﺘﻔﺎﻋﺎﺕ. ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻤﻜﻥ ﺍﺴﺘﺨﻼﺼﻬﺎ ﻫﻲ: اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﺎﻣﻨﺔ اﻟﺜﻘﻠﻴﺔ ﺗﺘﻌﻠﻖ ﺏﻜﺘﻠﺔ اﻟﺠﺴﻢ ) ( mو ﺏﻮﺿﻌﻪ ) ( hﺏﺎﻥﺴﺒﺔ ﻟﻤﺴﺘﻮيﻣﺮﺝﻌﻲ ﻟﻘﻴﺎس اﻹرﺗﻔﺎﻋﺎت .ﺗﺤﺴﺐ ﺏﺎﻟﻘﺎﻥﻮن ، Epp1 = m.g.hﺡﻴﺚ ) ( mﺏـ ، kg ) ( gﺏـ N/ kgو ) ( hﺏـ m --
– IIﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﻟﻨﺎﺒﺽ ﺤﻠﺯﻭﻨﻲ ﻨﺸــﺎﻁ :ﺩﺭﺍﺴﺔ ﺤﺭﻜﺔ ﺠﺴﻡ ﺼﻠﺏ ﻤﺩﻓﻭﻉ ﺒﻨﺎﺒﺽ ﻤﻌﺎﻴﺭ ﻤﺴﺒﻘﺎ E pe = 1 kx 2 ﺍﻟﻬﺩﻑ: 2 ﺍﻟﻭﺼﻭل ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ: ﺍﻟﺸﻜل -1-ﻴﻤﺜل ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ﻓﻲ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ. ﻨﺸﻴﺭ ﺇﻟﻰ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻴﻨﺴﺤﺏ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺴﻜﺘﻴﻥ ﺒﺩﻭﻥ ﺍﺤﺘﻜﺎﻙ. ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤل ﻫﻲ . m = 200 g ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻤﻌﺎﻴﺭ ﻤﺴﺒﻘﺎ ﻭ ﺜﺎﺒﺕ ﻤﺭﻭﻨﺘﻪ . k = 20 N / mﻥﺎﺏﺾ ﺝﻬﺎز ﻟﻘﻴﺎس اﻟﺴﺮﻋﺔﻣﺴﻄﺮة ﺝﺴـــــﻢ ﺱﻜﺘﻴﻦ ﺡﺎﺝــــﺰ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: – ﻨﺠﻌل ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻴﺘﻘﻠﺹ ﺒﻤﻘﺩﺍﺭ X – ﻨﻘﺭﺃ ﻗﻴﻤﺔ Xﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺴﻁﺭﺓ ﺍﻟﻤﺩﺭﺠﺔ– ﻨﺤﺭﺭ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻓﻴﺩﻓﻊ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻭ ﻫﻭ ﻋﺎﺌـﺩ ﺇﻟﻰ ﻭﻀﻌﻪ ﺍﻟﻁﺒﻴﻌﻲ .ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﺼﺒﺢ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻓﻲ ﻭﻀﻌﻪ ﺒﺩﻭﻥ ﺃﻱ ﺘﻘﻠﺹ ،ﻴﺴﺠل ﺍﻟﺠﻬﺎﺯ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ. – ﻨﻜﺭﺭ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﻤﻥ ﺃﺠل ﻋﺩﺓ ﻗﻴﻡ ﻟــ ﺍﻟﺘﻘﻠﺹ ) .( X --
)(1) X ( 2 ﻨﺘﺎﺌﺞ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﻨﻠﺨﺼﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ: )X(m 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 ) V ( m/ s 10– 3 2,25.10– 3 4.10– 3 6,25.10– 3 9.10– 31 m.v 2 ( joule )2 10–4 2,25.10– 4 4.10– 4 6,25.10– 4 9.10– 4 ) X2 ( m2 ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻤﻁﻠﻭﺏ: – 1ﺭﺴﻡ ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ ) . X2 = f ( Ec – 2ﺍﺴﺘﻨﺘﺎﺝ ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺭﺒﻁ X2ﻤﻊ . Ec – 3ﺍﺴﺘﻨﺘﺎﺝ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ. ﺍﻟﻨﺘﺎﺌﺞ: – 1ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ ) X2 = f ( Ecﻤﺒﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ ﻫﻭ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻥ ﺨﻁ ﻤﺴﺘﻘﻴﻡ ﻴﻤﺭ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺒﺩﺃ .ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺒﻴﺎﻥ ﺘﻜﻭﻥ: ) X 2(m2 10X−4 2 = (a . 1 ) m .1Vm.V22()joule 2 2 10−3 --
ﺤﻴﺙ aﻫﻭ ﻤﻌﺎﻤل ﺘﻭﺠﻴﻪ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﻴﻡ ﻭ ﻗﻴﻤﺘﻪ ﻫــﻲ: =a ( 9 − 1 ). 10 − 4 = 0 ,1 ( 9 − 1 ). 10 − 3 ﺇﺫﻥ 2 ﻴﻤﻜﻥ ﻤﻼﺤﻅﺔ ﺃﻥ ﻗﻴﻤﺔ aﻤﺎ ﻫﻲ ﺇﻟﻰ K ﻫﻲ: ( 1 m .V 2 ) ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺭﺒﻁ X2ﻤﻊ 2 X2 = 2 (. 1 m .V 2 ) K 2 ﺍﺴﺘﻨﺘﺎﺝ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ: ﻨﻁﺒﻕ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﻨﺎﺒﺽ +ﺠﺴﻡ (.∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Epp + ∆Epe + ∆Ei = Wm + We + Q + Er = 0 ∆ Ec = − ∆ Epe ⇒ Ec 2 − Ec 1 = Epe 1 − Epe 2 – ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ Ec1 = 0ﻷﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( 1ﺘﻜﻭﻥ ﺴﺭﻋﺘﻪ ﻤﻨﻌﺩﻤﺔ. – ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ Epe2 = 0ﻷﻥ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﻨﻔﺘﺢ ﻭ ﻴﺼﺒﺢ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( 2ﻴﻜﻭﻥ ﺘﻘﻠﺼﻪ ﻤﻨﻌﺩﻤﺎ ﻭ ﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻁﺎﻗﺘﻪ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﺘﻜﻭﻥ ﻤﻨﻌﺩﻤﺔ. ﻭ ﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻴﻜﻭﻥ ﻟﺩﻴﻨﺎ Ec 2 = Epe 1 X 2ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل: = 2 (. 1 m .V 2 ) ﻴﻤﻜﻥ ﻜﺘﺎﺒﺔ ﺍﻟﻌﺒﺎﺭﺓ K 2 1 m .V 2 = 1 K .X 2 2 21 m .V 2 = 1 K .X 2 ﺍﻟﻌﺒﺎﺭﺓ ﻤﻊ Ec 2 = Epe ﺒﻤﻘﺎﺭﻨﺔ ﺍﻟﻌﺒﺎﺭﺓ 12 2 ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻤﺎ ﻴﻠﻲ: ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﻟﻠﻨﺎﺒﺽ ﻟﻤﺎ ﻜﺎﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( 1ﻫــﻲ Epe 1 = 1 K .X 2 2 ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻤﻜﻥ ﺍﺴﺘﺨﻼﺼﻬﺎ ﻤﻥ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺔ ﻫﻲ: --
ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﻜﻮن ﻧﺎﺑﺾ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺗﻘﻠﺺ ) أو اﺳﺘﻄﺎﻟﺔ ( ﻓﺈﻧﻪ ﻳﻤﻠﻚ ﻃﺎﻗﺔ آﺎﻣﻨﺔ ﻣﺮوﻧﻴﺔEpe = 1 K .X 2 Epeﺗﻘﺎس ﺑﺎﻟﺠﻮل و ﺗﻌﻄﻰ ﺑﺎﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: 2ﺣﻴﺚ Xهﻮ ﺗﻘﻠﺺ ) أو اﺳﺘﻄﺎﻟﺔ ( اﻟﻨﺎﺑﺾ ﻣﻘﺪرا ﺑﺎﻟﻤﺘﺮ و Kهﻮ ﺛﺎﺑﺖ ﻣﺮوﻧﺔ اﻟﻨﺎﺑﺾ ﻣﻘﺪرا ﻣﻘﺪرا ﺑــN / m. : --
ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺫﺍﺘﻲ ﺍﻟﺘﻤﺭﻴﻥ :1ﻨﺄﺨﺫ . g = 10 N/ Kgﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﺸﺨﺹ +ﺃﺭﺽ ( ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﺸﺨﺹ ﻴﺘﺴﻠﻕﺍﻟﺠﺒل ﻭ ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 1000 mﺜﻡ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 800mﻤﻥ ﺃﺴﻔل ﺍﻟﺠﺒل ﻭ ﻫﺫﺍ ﺒﺄﺨﺫ ﻤﺒﺩﺃ ﻗﻴﺎﺱ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻉ ) ( h = 0ﻋﻨﺩ: ﺃ /ﻗﻤﺔ ﺍﻟﺠﺒل ﺍﻟﺫﻱ ﺍﺭﺘﻔﺎﻋﻪ 1600 m ﺏ h = 800 m / ﺘﻤﺭﻴﻥ :2 ﺠﺴﻡ ﺼﻠﺏ ﻜﺘﻠﺘﻪ m = 1,5 kgﻤﻭﺠﻭﺩ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( Aﻜﻤﺎ ﻫﻭ ﻤﺒﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل. ، = AC 1 AB ﻋﻠﻤﺎ ﺃﻥ ، AB = 2 m 2A . g = 10 N/ kgﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻠﺠﻤﻠﺔ ) ﺠﺴﻡ +ﺃﺭﺽ ( ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ C : α B h=0 – 1ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ( A – 2ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) A .( C ﺘﻤﺭﻴﻥ :3 h1 ﺠﺴﻡ ) ، ( Sﻜﺘﻠﺘﻪ m = 200gﻴﻭﺠﺩ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h1 = 2 mﻤﻥ ﺴﻁﺢ ﺍﻷﺭﺽ ﻜﻤﺎ ﻫﻭ ﻤﺒﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل .ﻨﺄﺨﺫ . g = 10 N/kg – 1ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻠﺠﺴﻡ ) ( Sﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) .( A – 2ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) + Sﺃﺭﺽ ( h = 0 ﺃﻭﺠﺩ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ) ( Sﻟﻤﺎ ﻴﺼل ﺇﻟﻰ ﺴﻁﺢ ﺍﻷﺭﺽ ﻋﻠﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﺠﺴﻡ +ﺃﺭﺽ ( ﻤﻌﺯﻭﻟﺔ ﻁﺎﻗﻭﻴﺎ ﻭ ﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻴﺎ ﺘﻤﺭﻴﻥ :4 ﻨﺎﺒﺽ ﻤﺭﻥ ،ﺜﺎﺒﺕ ﻤﺭﻭﻨﺘﻪ ، K = 50 N/ mﻁﻭﻟﻪ ﻭ ﻫﻭ ﺒﺩﻭﻥ ﺍﻨﻀﻐﺎﻁ .L0 = 10 cmﻨﻀﻐﻁ ﻋﻠﻴﻪ ﺤﺘﻰ ﻴﺼﺒﺢ ﻁﻭﻟﻪ . L = 8 cm --
L0L – 1ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﻤﻘﺩﺍﺭ ﺇﻨﻀﻐﺎﻁ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ. – 2ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻜﻭﻥ ﻗﺩ ﺨﺯﻨﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻨﺎﺒﺽ. – 3ﻨﺴﻨﺩ ﻋﻠﻰ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻭ ﻫﻭ ﻤﻨﻀﻐﻁ ﺠﺴﻤﺎ ﻜﺘﻠﺘﻪ m = 20 gﺜﻡ ﻨﺤﺭﺭﻩ ﺒﺩﻭﻥ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ ،ﻓﻴﻌﻭﺩ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﺇﻟﻰ ﻁﻭﻟﻪ ﺍﻷﺼﻠـــﻲ ﺩﺍﻓﻌﺎ ﻤﻌﻪ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﺴﺘﻨﺩ ﻋﻠﻴﻪ.ﺃ /ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﺠﺴﻡ +ﻨﺎﺒﺽ ( ،ﺃﻭﺠﺩ ﻋﻼﻗﺔ ﺘﺭﺒﻁ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻜﻭﻥ ﻤﺨﺯﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻤﻨﻀﻐﻁﺎ ﻭ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻜﺘﺴﺒﻬﺎ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻟﻤﺎ ﻴﺼﺒﺢ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ ﺒﺩﻭﻥ ﺃﻱ ﺍﻨﻀﻐﺎﻁ ﺏ /ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﺍﻟﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻜﺘﺴﺒﻬﺎ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻓﻲ ﺍﻟﻠﺤﻅﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻐﺎﺩﺭ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ. m r ﺘﻤﺭﻴﻥ :5 ﻴﻤﺜل ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﻤﻘﺎﺒل ﻜﺭﺓ ﻤﻤﻠﻭﺀﺓ ،ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ m = 1 kgA ﺘﺘﺤﺭﻙ ﺒﺩﺍﺨل ﺃﺴﻁﻭﺍﻨﺔ ﻨﺼﻑ ﻗﻁﺭﻫﺎ r = 2 m rB ﻨﻌﺘﺒﺭ ﺃﻥ ﺍﻟﺤﺭﻜﺔ ﺘﻜﻭﻥ ﺍﻨﺴﺤﺎﺒــﻴﺔ ﻭ ﺘﺘﻡ ﺒﺩﻭﻥ ﺇﺤﺘﻜﺎﻙh . أرض – 1ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻠﺠﻤﻠﺔ ) + mﺃﺭﺽ ( ﻟﻤﺎ ﻴﺘﻐﻴﺭ ﻤﻭﻀﻊ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) A ( ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) .( B ﺤﻴﺙ h = 1,5 mﻭ . g = 10 N/ kg – 2ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) + mﺃﺭﺽ ( ﺃﻭﺠﺩ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ) ( mﻟﻤﺎ ﺘﺼل ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﻀﻊ ) ،( Bﻋﻠﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺴﺘﻭﻱ ﺍﻟﻤﺭﺠﻌﻲ ﻟﻘﻴﺎﺱ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻉ ) ( h = 0ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻨﺩ ﺴﻁﺢ ﺍﻷﺭﺽ. --
ﺃﺠﻭﺒﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺫﺍﺘﻲ ﺘﻤﺭﻴﻥ :1 h=0 h = 0 – 1ﻋﻨﺩ ﻗﻤﺔ ﺍﻟﺠﺒل.h = 1600m ﺃ /ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 1000 mﻤﻥ ﺃﺴﻔل ﺍﻟﺠﺒل ) Epp = m.g.h = 80 × 10 × ( −600 Epp = −480Kj ﺏ /ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 800 mﻤﻥ ﺃﺴﻔل ﺍﻟﺠﺒل ) Epp = m.g.h = 80 × 10 × ( −800 Epp = −640Kj h = 0 – 2ﻋﻨﺩ ﺍﻻﺭﺘﻔﺎﻉ . h = 800 m ﺃ /ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 1000 mﻤﻥ ﺃﺴﻔل ﺍﻟﺠﺒلh = 1600m Epp = m.g.h = 80 × 10 × 200h=0 Epp = 160Kjh = 800m ﺏ /ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻋﻠﻰ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ h = 800 mﻤﻥ ﺃﺴﻔل ﺍﻟﺠﺒل Epp = m.g.h = 80 × 10 × 0 Epp = 0 joule ﺘﻤﺭﻴﻥ :2 – 1ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ ).( AEpp A = m.g.h = m.g.AB.sinα --
Epp A = 1,5 × 10 × 2 × 0,5 Epp A = 15 joule .( C ) – ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊ2 EppC = m.g .h = m.g .AC . sin α = m.g. 1 AB.sinα 2 EppC = 1,5 × 10 × 1 × 2 × 0,5 2 EppC = 7,5 joule :3 ﺘﻤﺭﻴﻥ .( A) ( ﻟﻤﺎ ﻴﻜﻭﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻭﻀﻊS ) – ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﻟﻠﺠﺴﻡ1 Epp = m.g.h ⇒ Epp = 0,2 × 10 × 2 ⇒ Epp = 4 joule – ﺍﻴﺠﺎﺩ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻟﻤﺎ ﻴﺼل ﺇﻟﻰ ﺴﻁﺢ ﺍﻷﺭﺽ2∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + 0 = 0 + 0 + 0 + 0∆Ec = −∆Ep ⇒ Ec 2 − Ec1 = −( Epp 2 − Epp 1 )∆Ec = −∆Ep ⇒ Ec 2 − Ec1 = −( Epp 2 − Epp 1 ) ⇒Ec 2 = Epp 11 m.V 2 = Epp 1 ⇒V = 2 Epp 1 = 2×4 ⇒2 m 0 ,2V = 6 ,32 m / s --
ﺘﻤﺭﻴﻥ :4 – 1ﻤﻘﺩﺍﺭ ﺍﻨﻀﻐﺎﻁ ﺍﻟﻨﺎﺒﺽ: X = ( L0 − L ) = 10 − 8 ⇒ X = 2cm – 2ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﺍﻟﻤﺨﺯﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻨﺎﺒﺽ:Epe = 1 K .X 2 ⇒ Epe = 1 × 50 × ( 0 ,02 )2 ⇒ 2 2Epe = 0 ,01 joule – 3ﺃ /ﺍﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺭﺒﻁ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ ﺍﻟﻤﺭﻭﻨﻴﺔ ﺒﺎﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﻟﻠﺠﺴﻡ: ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Epe + 0 = 0 + 0 + 0 + 0 ) ∆Ec = −∆Epe ⇒ Ec 2 − Ec1 = −( Epe 2 − Epe 1⇒ ) ∆Ec = −∆Epe ⇒ Ec 2 − 0 = −( 0 − Epe 1Ec 2 = Epe 1 ﺏ /ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻜﺘﺴﺒﻬﺎ ﺍﻟﺠـــــــﺴﻡ. Ec 2 = Epe 1 ⇒ 1 m .V 2 = Epe ⇒ V = 2.Epe 2 m =V 2 × 0 ,01 ⇒ V = 1m / s 0 ,02 ﺘﻤﺭﻴﻥ :5 – 1ﺤﺴﺎﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻜﺎﻤﻨﺔ. ) ∆Epp = EppB − EppA = m.g.h − m.g.r = m.g.( h − r ⇒ ) ∆Epp = 1× 10 ×( 1,5 − 2 ∆ Epp = − 5 joule --
( B ) ( ﻋﻨﺩ ﺍﻟﻭﻀﻊm ) – ﺇﻴﺠﺎﺩ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ2 ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + 0 = 0 + 0 + 0 + 0∆Ec = − ∆ Ep ⇒ Ec B − Ec A = − ∆ Epp ⇒ 1 m.VB 2 −0 = − ∆ Epp 2 VB = − 2.∆Epp = − 2×( −5 ) ⇒ 1 m VB = 3,16 m / s --
ﺍﻟﻭﺤﺩﺓ ﺍﻟﺘﻌﻠﻤﻴﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻌﺔ :ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻜﻔﺎﺀﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻬﺩﻓﺔ: • ﻳﻮﻇﻒ ﺣﺼﻴﻠﺔ ﻃﺎﻗﻮﻳﺔ آﻤﻴﺔ.• ﻳﻌﺮف ﺑﺄن ﻃﺎﻗﺔ راﺑﻄﺔ آﻴﻤﻴﺎﺋـــﻴﺔ ﺑﻴﻦ اﻝﺠﺰﻳﺌﺎت أﺹﻐﺮ ﺑﻜﺜﻴﺮ أﻡﺎم ﻃﺎﻗﺔ اﻝﺘﻤﺎﺳﻚ داﺧﻞ اﻝﺠﺰﻳﺌﺎت ﺘﺼﻤﻴﻡ ﺍﻟﺩﺭﺱ ﺍﻟﺩﺭﺱ ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺩﺍﺘﻲ ﺃﺠﻭﺒﺔ ﺍﻟﻠﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺩﺍﺘﻲ
ﺍﻟﺩﺭﺱ – Iﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ Ethﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ. – 1ﻗﻴﺎﺴﺎﺕ ﺤﺭﺍﺭﻴﺔ:ﻜﻤﺎ ﺴﺒﻕ ﻭ ﺒﻴﻨﺎ ﻫﺫﺍ ﺴﺎﺒﻘﺎ ،ﻓﺎﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻫﻲ ﻤﻘﺩﺍﺭ ﻴﺴﻤﺢ ﻟﻨﺎ ﺒﻘﻴﺎﺱ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﻁﺭﺃ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻟﺠﻤﻠﺔ ﻤﻌﻴﻨﺔ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺒﻔﻌل ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ. ﻨﺴﺘﻌﻤل ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﻟﻠﻘﻴﺎﻡ ﺒﺎﻟﺘﺠﺎﺭﺏ ﺍﻟﺘﻲ ﺴﻭﻑ ﻨﺘﻁﺭﻕ ﺇﻟﻴﻬﺎ ﻭﻫﺫﺍ ﻟﺘﺠﻨﺏ ﺤﺩﻭﺙ ﺃﻱ ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻭﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻲ ﻤﻊ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ،ﻭﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺘﻜﻭﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻤﻌﺯﻭﻟﺔ ﻁﺎﻗﻭﻴﺎ ﻭ ﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻴﺎ. ﺘﺠﺭﺒﺔ :1 ﻨﻤﺯﺝ 1Kgﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ 100°cﻤﻊ 1 Kgﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ . 20°C ﻨﺤﺼل ﻋﻠﻰ 2 Kgﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ . 60 °C 1Kg 1Kg 100°C 20°C 2Kg 60°C ﻋﻨﺪ ﺣﺪوث اﻟﺘﻮازن اﻟﺤﺮاري ﺘﺠﺭﺒﺔ :2ﻨﻀﻊ ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺤﺩﻴﺩ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ 1 Kgﻭ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ 100°Cﻓﻲ 1Kgﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ . 20°Cﻋﻨﺩ ﺤﺩﻭﺙ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﺘﻜﻭﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻭﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ . 28°C) Fe ( 100 ° C 1Kg ) Fe ( 28 °C ﺘﻔﺴﻴﺭ ﺍﻟﺘﻋﺠﻨﺭﺪﺒﺘﻴﺣﺪﻥوث اﻟﺘﻮازن اﻟﺤﺮاري 20°C
ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ :1 ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺍﻷﻭﻟﻰ ﻜﺎﻨﺕ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻓﻘﺩﻫﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ ،ﺍﻟﺫﻱ ﺘﻐﻴﺭﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﻤﻥ 100ﺇﻟﻰ ، 60°Cﻗﺩ ﺍﻜﺘﺴﺒﻬﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺫﻱ ﺘﻐﻴﺭﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﻤﻥ 20ﺇﻟﻰ .60°Cﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﺃﻨﻪ ﺘﻠﺯﻤﻨﺎ ﻨﻔﺱ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﻟﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻤﻥ 20ﺇﻟﻰ 60°Cﺃﻭ ﻤﻥ 60ﺇﻟﻰ . 100°Cﻫﺫﺍ ﻴﻌﻨﻲ ﺃﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ﻟﻬﺎ ﻋﻼﻗﺔ ﺒﺎﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﻭ ﻟﻴﺱ ﺒﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻻﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ. ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ :2 ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺍﻟﺜﺎﻨﻴﺔ ،ﺘﺒﻴﻥ ﻟﻨﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻘﺩﻤﻬﺎ 1 Kgﻤﻥ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﻤﻥ 100ﺇﻟﻰ 28 °Cﺍﺴﺘﻌﻤﻠﺕ ﻟﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻤﻥ 20ﺇﻟﻰ 28 °Cﻓﻘﻁ .ﻫﺫﺍ ﻴﻌﻨﻲ ﺒﺄﻥ ﻨﻔﺱ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﺴﺘﻌﻤﻠﺕ ﻟﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ 1 Kgﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺒـ 8 °Cﺃﻭ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ 1 Kgﻤﻥ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﺒـ ، 72 °Cﺃﻱ ﺤﺩﻭﺙ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ ﻓﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺃﻜﺒﺭ ﺒــ 9ﻤﺭﺍﺕ. ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ: آﻤﻴﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻼزﻣﺔ ﻟﺮﻓﻊ درﺟﺔ ﺣﺮارة ﻣﺎدة ﻣﻌﻴﻨﺔ ﺑﻤﻘﺪار ﻣﻌﻴﻦ: – ﺕﺘﻨﺎﺳﺐ ﻣﻊ آﺘﻠﺔ اﻟﺠﺴﻢ – ﺕﺘﻌﻠﻖ ﺑﻄﺒﻴﻌﺘﻪ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ. – 2ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ) ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ (: ﺍﻋﺘﻤﺎﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺎﺕ ﺍﻟﺴﺎﺒﻘﺔ ،ﻴﻤﻜﻥ ﺘﻌﺭﻴﻑ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺠﺴﻡ ﺼﻠﺏ ﺃﻭ ﺴﺎﺌل ﻜﻤﺎ ﻴﻠﻲ: اﻟﺤﺮارة اﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺠﺴﻢ ﺻﻠﺐ أو ﻟﺴﺎﺋﻞ ،هﻲ آﻤﻴﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻼزم ﺕﻘﺪیﻤﻬﺎ ﻟﻪ ﻟﺮﻓﻊدرﺟﺔ ﺣﺮارة 1Kgﻣﻨﻪ ﺑـ .1 °Cیﺮﻣﺰ ﻟﻬﺎ ﺑــ ) ( cو وﺣﺪﺕﻬﺎ ﻓﻲ ﺟﻤﻠﺔ اﻟﻮﺣﺪات اﻟﺪوﻟﻴﺔ هﻲ Joule/ Kg. ° C ﻴﻤﺜل ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﻗﻴﻡ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ) ( cﻟﺒﻌﺽ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ.
ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ) c ( Joule/ Kg.°Cﺍﻟﺠﺴﻡ 2100ﺍﻟﺠﻠﻴﺩﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ 902 ﺃﻟﻤﺎﺱ 506 ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ 452 ﺍﻟﻨﺤﺎﺱ 385 ﺍﻟﻔﻀﺔ 236ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ 129,5 ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ 4185ﺍﻟﻤﺎﺀﺍﻹﻴﺜﺎﻨﻭل 2424ﺤﻤﺽ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﻭﻴﻙ 2058ﺍﻟﺒﺘﺭﻭل 2100 ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ 14420ﺒﺨﺎﺭ ﺍﻟﻤﺎﺀ 1867ﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻷﺯﻭﺕ 1039 1000ﺍﻟﻬﻭﺍﺀﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻷﻜﺴﺠﻴﻥ 920 – 3ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ:ﺍﻋﺘﻤﺎﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴل ﺍﻟﺴﺎﺒﻕ ،ﺘﻜﻭﻥ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ) ( Qﺍﻟﺫﻱ ﻴﺠﻌل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﺫﻱ ﻜﺘﻠﺘﻪ ) ( mﺘﺘﻐﻴﺭ ﺒﻤﻘﺩﺍﺭ ، ∆Tﻭﺍﻟﺫﻱ ) ﺃﻱ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ( ﻴﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭﺍ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺒﻤﻘﺩﺍﺭ ∆Ethﻫﻲ: ∆Eth = Q = m.c.( T f − Ti ) = m.c.∆T
ﻤﻼﺤﻅﺔ: ﻴﻤﻜﻥ ﺘﻌﺭﻴﻑ ﺍﻟﻤﻘﺩﺍﺭ µ = m .c :ﻋﻠﻰ ﺃﺴﺎﺱ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ،ﻭ ﻭﺤﺩﺘﻪ ﻓﻲ ﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻭﺤﺩﺍﺕ ﺍﻟﺩﻭﻟﻴﺔ ﻫﻲ ، Joule / Kg :ﻭ ﺘﺼﺒﺢ ﺒﺫﻟﻙ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ: ∆Eth = Q = µ .( T f − Ti ) = µ .∆T ﺘﻁﺒﻴﻕ : 1ﺘﺤﺩﻴﺩ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﻠﺭﺼﺎﺹ . Pb ﺍﻟﻬﺩﻑ: ﺍﻋﺘﻤﺎﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﻗﻴﺎﺴﺎﺕ ﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ،ﻨﺤﺎﻭل ﺇﻴﺠﺎﺩ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ) ( cﻟﻠﺭﺼﺎﺹ. ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ: – ﻤﺴﻌﺭ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻭ ﺃﺩﻭﺍﺘﻪ ،ﺴﻌﺘﻪ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ . µ = 246,5 J/ kg – ﺠﺴﻡ ﻤﺘﺠﺎﻨﺱ ) ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ .( Pb ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: ﻨﻀﻊ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ Mﻓﻲ ﻤﺴﻌﺭ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﺴﻌﺘﻪ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻤﻌﻠﻭﻤﺔ .µﻨﻨﺘﻅﺭ ﻗﻠﻴﻼ ﺤﺘﻰ ﻴﺤﺩﺙ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ .ﻨﻘﺭﺃ ﻭﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻻﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ Tiﻟﻠﻤﺎﺀ. ﻨﻀﻊ ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻌﺩﻨﻴﺔ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ mﻓﻲ ﻓﺭﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﺜﺎﺒﺘﺔ .T1ﻨﻨﺘﻅﺭ ﻗﻠﻴﻼ ﺤﺘﻰ ﻴﺤﺩﺙ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ .ﻨﺨﺭﺝ ﺒﻌﺩ ﺫﻟﻙ ﺍﻟﻘﻁﻌﺔ ﺍﻟﻤﻌﺩﻨﻴﺔ ﺒﺴﺭﻋﺔ ﻭ ﻨﻐﻤﺭﻫﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ .ﻨﺨﻠﻁ ﺤﺘﻰ ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺠﺎﻨﺱ ﻓﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ . Tf ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻤﻁﻠﻭﺏ: – ﺍﻨﺠﺎﺯ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺒﺎﺴﺘﻌﻤﺎل ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻌﺩﻨﻴﺔ ﻤﺘﺠﺎﻨﺴﺔ. – ﺘﺴﺠﻴل ﻤﺨﺘﻠﻑ ﺩﺭﺠﺎﺕ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ. – ﺘﻌﻴﻴﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ. – ﺘﻌﻴﻴﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ. – ﺘﻌﻴﻴﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻔﻘﺩﻫﺎ ﺍﻟﻤﻌﺩﻥ.ﺒﺎﻋﺘﺒﺎﺭ ﺃﻥ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴﻼﺕ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺘﺘﻡ ﻓﻘﻁ ﺒﻴﻥ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻌﻨﺎﺼﺭ ،ﺃﻜﺘﺏ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ .ﺜﻡ ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﻠﻤﻌﺩﻥ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤل. – ﻗﺎﺭﻥ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﻤﻊ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻨﻅﺭﻴﺔ .ﻤﺎﺫﺍ ﺘﺴﺘﻨﺘﺞ؟ ﺍﻟﻨﺘﺎﺌﺞ ﺘﺴﺘﻌﻤل ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ m = 255 gﻭ ﺘﻭﻀﻊ ﻓﻲ ﻓﺭﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ . T1 = 86°C ﻭﺯﻥ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﻟﻭﺤﺩﻩ ﺘﻌﻁﻲ . m1 = 1860°C
ﻭﺯﻥ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﻭ ﻫﻭ ﻴﺤﺘﻭﻱ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻴﻌﻁﻲ . m2 = 2060 g ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ . M = m2 – m1 = 200 g ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻻﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ ﻟﻠﻤﺴﻌﺭﻤﻊ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻫﻲ . Ti = 19,7 °C ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺒﻌﺩ ﺇﺩﺨﺎل ﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ . Tf = 21,1 °C ﺘﻜﺘﺏ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻭﻓﻕ ﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ:µ (θ f − θ i ) + M .C e (θ f − θ i ) + m .C Pb (θ f − θ 1 ) = 0اﻟﺘﺤﻮیﻞ اﻟﻄﺎﻗﻮي اﻟﺬي یﺤﺪث ﻟﻠﻤﺎء و اﻟﻤﺴﻌﺮ اﻟﺘﺤﻮیﻞ اﻟﻄﺎﻗﻮي اﻟﺬي یﺤﺪث ﻟﻠﺮﺻﺎص 00.10 −3A.l4185Fe(21,1P−b19,7) + 255.10 −3 .C Pb (21,1 − 86) = 0ﺍ2ﻟﻤﺎ+ﺩﺓ)5(21,1 − 19,7c ( joule/ Kg.°C 902 452 129,5 CPb = 127 J / kg.K ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﻠﺭﺼﺎﺹ:ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻪ ﻟﻴﺱ ﻫﻨﺎﻙ ﺍﺨﺘﻼﻑ ﻜﺒﻴﺭ ﺒﻴﻥ ﻫﺩﻩ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﻭ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻨﻅﺭﻴﺔ ﻭ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻘﺩﺭ ﺒــ129,5 J/ : . Kg.K ﺘﻁﺒﻴﻕ :2ﺘﻔﺴﻴﺭ ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ ﺍﻟﻤﺩﺭﻜﺔ ﺒﻤﻼﻤﺴﺔ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ. ﺍﻟﻬﺩﻑ: ﺘﻔﺴﻴﺭ ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ ﺍﻟﻤﺩﺭﻜﺔ ﺒﻤﻼﻤﺴﺔ ﺃﺠﺴﺎﻡ ﻤﺜل ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ،ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ،ﺇﻟﻰ ﻏﻴﺭﻫﺎ ﻤﻥ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ. ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ: ﻟﺘﺤﻘﻴﻕ ﻫﺫﺍ ،ﻨﺴﺘﻌﻤل ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: – ﺴﺎﻕ ﻤﻥ ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ،ﺃﺨﺭﻯ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﻭ ﺃﺨﺭﻯ ﻤﻥ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ. – ﺠﻬﺎﺯ ﻗﻴﺎﺱ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ. ﺨﻁﻭﺍﺕ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: – 1ﺒﻭﺍﺴﻁﺔ ﺠﻬﺎﺯ ﻗﻴﺎﺱ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ،ﻨﻘﻴﺱ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ .ﻨﺴﺠل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ. – 2ﻨﻘﻭﻡ ﺒﻠﻤﺱ ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﺴﺎﺒﻘﺔ ،ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ،ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ،ﺜﻡ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ ،ﻭ ﻨﺴﺠل ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻨﺸﻌﺭ ﺒﻬﺎ . ) ﺃﻜﺜﺭ ﺒﺭﻭﺩﺓ ،ﺃﻗل ﺒﺭﻭﺩﺓ ﺇﻟﺦ (... ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴل: – 1ﻤﺎ ﻫﻲ ﻗﻴﻤﺔ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ. – 2ﺒﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﻭﺍﺩ ﻤﻭﺠﻭﺩﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ ،ﻤﺎ ﻫﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ؟ – 3ﻤﺎ ﻫﻲ ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺸﻌﺭﺕ ﺒﻬﺎ؟ ﻜﻴﻑ ﺘﻔﺴﺭﻫﺎ؟
ﻴﻌﻁﻰ ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﺍﻟﺨﺎﺹ ﺒﺎﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﻸﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﺴﺎﺒﻘﺔ. ﺍﻹﺠﺎﺒﺔ ﻋﻥ ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴل: – 1ﻗﻴﻤﺔ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ ﺘﻘﺩﺭ ﺒـ. 22 ,5 °C : – 2ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﻭﺍﺩ ﻫﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ ﻷﻨﻪ ﺤﺩﺙ ﺘﻭﺍﺯﻥ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﺒﻴﻥ ﻜل ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ ﻭ ﺍﺴﺘﻘﺭﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﻋﻨﺩ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ. – 3ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺸﻌﺭﻨﺎ ﺒﻬﺎ ﻫﻲ: ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ﻴﺒﺩﻭ ﺃﻜﺜﺭ ﺒﺭﻭﺩﺓ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﺍﻟﺫﻱ ﺒﺩﻭﺭﻩ ﻴﺒﺩﻭ ﺃﻜﺜﺭ ﺒﺭﻭﺩﺓ ﻤﻥ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ. ﺘﻔﺴﻴﺭ ﻫﺫﻩ ﺍﻹﺤﺴﺎﺴﺎﺕ: ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﻴﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ﺘﻘﺎﺭﺏ . 37 °C ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﻫﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺨﺒﺭ ﻭ ﻫﻲ ﺘﺴﺎﻭﻱ . 22,5 °C ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﻼﻤﺱ ﻴﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻤﻥ ﺍﻟﻴﺩ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﻷﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﻴﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ﺃﻜﺒﺭ ﻤﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ.ﺒﻤﺎ ﺃﻨﻪ ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭل ﺤﺭﺍﺭﻱ ،ﻫﺫﺍ ﻴﻌﻨﻲ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺎﻷﺠﺴﺎﻡ ﻭ ﻴﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ﺘﺘﻐﻴﺭ ،ﻭ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﺒﺫﻟﻙ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻟﻜل ﻤﻥ ﺍﻟﻴﺩ ﻭ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﻠﻤﻭﺱ.Eth1 Eth 2Eth 2 Q اﻝﻴﺪ Eth1 اﻝﺠﺴﻢ ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﻴــــﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ( ،ﻨﺠﺩ:∆E = E2 − E1 = ∑ ∆Ec + ∑ ∆Ep + ∑ ∆Ei = ∑Q + ∑Wm + ∑We + ∑ Er ∆E = E2 − E1 = 0 + 0 + ∑ ∆Ei = ∑ Q + 0 + 0 + 0
= Qﻳــﺪ [ ]∑ ∑∆Ei = Q ⇒ Eth2 − Eth1 ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﺠﺴﻡ ﻤﻠﻤﻭﺱ ( ،ﻨﺠﺩ:∆E = E2 − E1 = ∑ ∆Ec + ∑ ∆Ep + ∑ ∆Ei = ∑Q + ∑Wm + ∑We + ∑ Er∆E = E2 − E1 = 0 + 0 + ∑ ∆Ei = ∑ Q + 0 + 0 + 0 = Qﺝﺴﻢ [ ]∑ ∑∆Ei = Q ⇒ Eth2 − Eth1ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻤﻥ ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺘﻴﻥ ﺃﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ) ( Qﺍﻟﺘﻲ ﺘﻔﻘﺩﻫﺎ ﻴﺩ ﺍﻟﻤﺠﺭﺏ ﺘﺴﺎﻭﻱ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻜﺘﺴﺒﻬﺎ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﻠﻤﻭﺱ. × ∆Tﺝﺴﻢ × cﺝﺴﻢ = mﻳﺪ ⇒ Qﺝﺴﻢ = QﻳﺪQﻤﻥ ﺃﺠل ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﻠﻤﻭﺱ m = 1 kgﻭ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ∆T = 1 °Cﻨﺤﺼل ﻋﻠﻰ: ﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻸﻟﻤﻨﻴﻭﻡ = m Al × c Al × ∆T = 902 JouleﻳﺪQ ﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﺤﺩﻴﺩ: = mFe × cFe × ∆T = 452 JouleﻳﺪQ ﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﺭﺼــــﺎﺹ: = mPb × cPb × ∆T = 129 ,5 JouleﻳﺪQﻨﻼﺤﻅ ﻤﻥ ﺨﻼل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺌﺞ ﺃﻨﻪ ﻜﻠﻤﺎ ﻜﺎﻨﺕ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ) ( cﻟﻠﺠﺴﻡ ﻜﺒﻴﺭﺓ ﻜﻠﻤﺎ ﻜﺎﻨﺕ ﻜﻤﻴﺔﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻔﻘﺩﻫﺎ ﺍﻟﻴﺩ ﻜﺒﻴﺭﺓ ،ﻭ ﻫﺫﺍ ﻤﻥ ﺃﺠل ﻨﻔﺱ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﻭ ﻨﻔﺱ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ.أﺛﺍﻟﻨﻨﺎﺘﻴءﺠﺔﻟ:ﻤﺲ اﻟﻤﻮاد ،ﺕﺘﺤﺴﺲ اﻟﻴﺪ ﻟﻠﺤﺮارة اﻟﺘﻲ ﺕﻔﻘﺪهﺎ و ﻟﻴﺲ ﻟﺪرﺟﺔ ﺣﺮارةاﻟﻤﻮاد اﻟﻤﻠﻤﻮﺳﺔ – IIﻓﻌل ﺠﻭل:UI
ﻴﺤﻭل ﺍﻟﻨﺎﻗل ﺍﻷﻭﻤﻲ ﻜل ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺒﻔﻀل ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ ) ( Weﺇﻟﻰ ﻁﺎﻗﺔ ﺤﺭﺍﺭﻴﺔ . ﺘﺩﻋﻰ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻅﺎﻫﺭﺓ :ﻓﻌل ﺠــﻭل. ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺇﻟﻰ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺒﻔﻌل ﺠﻭل ﺘﺤﺴﺏ ﺒﺎﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: We = U .I .t = R .I 2 .t Rﻫﻲ ﻤﻘﺎﻭﻤﺔ ﺍﻟﻨﺎﻗل ﺍﻷﻭﻤﻲ ﻤﻘﺩﺭﺓ ﺒـ .Ω Iﻫﻲ ﺸﺩﺓ ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺠﺘﺎﺯ ﺍﻟﻨﺎﻗل ﺍﻷﻭﻤﻲ ،ﻤﻘﺩﺭﺓ ﺒﺎﻷﻤﺒﻴﺭ . Ampère Tﺍﻟﻤﺩﺓ ﺍﻟﺯﻤﻨﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺠﺎﺯ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﻨﺎﻗل ﺍﻷﻭﻤﻲ ،ﻭ ﻫﻲ ﻤﻘﺩﺭﺓ ﺒﺎﻟﺜﺎﻨﻴﺔ .seconde Uﻫﻭ ﺍﻟﺘﻭﺘﺭ ﺍﻟﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ ﺍﻟﻤﻭﺠﻭﺩ ﺒﻴﻥ ﻁﺭﻓﻲ ﺍﻟﻨﺎﻗل ﺍﻷﻭﻤﻲ. ﺘﻁﺒﻴﻕ :ﻨﺎﻗل ﺃﻭﻤﻲ ﻤﻘﺎﻭﻤﺘﻪ R = 1 KΩﻴﺠﺘﺎﺯﻩ ﺘﻴﺎﺭ ﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ ﺸﺩﺘﻪ I = 1,5 Aﻟﻤﺩﺓ 10ﺩﻗﺎﺌﻕ. ﻤﺎ ﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺇﻟﻰ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺒﻔﻌل ﺠﻭل؟We = 1000 × 1 ,5 2 × ( 10 ﺍﻹﺠﺎﺒﺔ: ﻨﻁﺒﻕ ﺍﻟﻘﺎﻨﻭﻥ We = R . I 2 .t × 60 ) = 1350 KJ – IIIﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻨﺴﻭﺒﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ – ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻟﺠﻤﻠﺔ ﺘﺠﺭﺒﺔ :1 ﻨﻀﻊ ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺴﻜﺭ ﻓﻲ ﺃﻨﺒﻭﺏ ﺇﺨﺘﺒﺎﺭ ،ﺜﻡ ﻨﻘﻭﻡ ﺒﺘﺴﺨﻴﻨﻬﺎ.ﺒﻌﺩ ﻓﺘﺭﺓ ﺯﻤﻨﻴﺔ ﻗﻠﻴﻠﺔ ﻨﺭﻯ ﺃﻥ ﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺴﻜﺭ ،ﻭﻫﻲ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻬﺎ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ،ﺒﺩﺃﺕ ﺘﺘﺤﻭل ﺸﻴﺌﺎ ﻓﺸﻴﺌﺎ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ. ) Ei2( l Q ) Ei1( S ﺳﻜﺮ
ﺘﺠﺭﺒﺔ :2 ﻨﻀﻊ ﻗﻠﻴﻼ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﺃﻨﺒﻭﺏ ﺇﺨﺘﺒﺎﺭ ﻭ ﻨﺠﻌﻠﻪ ﻓﻭﻕ ﻟﻬﺏ ﻤﺼﺒﺎﺡ ﺒﻨﺯﻥ.ﺒﻌﺩ ﻓﺘﺭﺓ ﺯﻤﻨﻴﺔ ﻗﻠﻴﻠﺔ ،ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻗﺩ ﺘﺒﺨﺭ ﻭ ﺘﺤﻭﻟﺕ ﺤﺎﻟﺘﻪ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ. ) Ei2( g Q ) Ei1( l ﻡﺎء ﺘﺠﺭﺒﺔ :3 ﻨﻀﻊ ﻗﻠﻴﻼ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﻗﺎﺭﻭﺭﺓ ﻤﻥ ﺍﻟﺒﻼﺴﺘﻴﻙ ،ﺜﻡ ﻨﻀﻌﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺜﻼﺠﺔ.ﺒﻌﺩ ﻤﺩﺓ ﺯﻤﻨﻴﺔ ﻤﻌﻴﻨﺔ ،ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ ﻟﻠﻤﺎﺀ ﻗﺩ ﺘﻐﻴﺭﺕ ،ﺤﻴﺙ ﺘﺤﻭل ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ. ) Ei1( l Q ) Ei2 ( S ﻡﺎء
ﺘﺠﺭﺒﺔ :4ﻟﻠﺤﺼﻭل ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﻘﻁﺭ ،ﻨﺠﻌل ﺒﺨﺎﺭ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﻨﻁﻠﻕ ﻤﻥ ﺠﻬﺎﺯ ﺍﻟﺘﻘﻁﻴﺭ ﻴﺒﺭﺩ ،ﻓﻨﻼﺤﻅ ﺍﻨﻪ ﻴﺘﻜﺎﺜﻑ ﻭ ﺒﺼﺒﺢ ﺴﺎﺌﻼ ﺒﻌﺩﻤﺎ ﻜﺎﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ. ) Ei1( gQ ) Ei2 ( l ﻡﺎء ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔﻋﻨﺪﻡﺎ ﻳﺘﻠﻘﻰ ) أو ﻳﻔﻘﺪ ( ﺝﺴﻢ ﻡﻌﻴﻦ ﻃﺎﻗﺔ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﺕﺤﻮﻳﻞ ﺣﺮاري ،ﻓﺈن هﺬاﺑﺈﻡﻜﺎﻥﻪ أن ﻳﺤﺪث ﺕﻐﻴﺮا ﻓﻲ اﻝﺤﺎﻝﺔ اﻝﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﻝﻠﺠﺴﻢ ،و هﺬا ِﻳﺆدي إﻝﻰ ﺕﻐﻴﺮ ﻓﻲ∆ Ei = Q ﻃﺎﻗﺘﻪ اﻝﺪاﺧﻠﻴﺔﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻤﻥ ﺨﻼل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺔ ﺃﻨﻪ ﻟﻘﻴﺎﺱ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﻁﺭﺃ ﻋﻠﻰ ﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻨﺴﻭﺒﺔ ﻟﻠﺤﺎﻟﺔﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ – ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻴﺠﺏ ﻗﻴﺎﺱ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﻋﻥ ﻁﺭﻴﻕ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ) .( Qﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭﺍ ﻓﻲ ﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻨﺴﻭﺒﺔ ﻟﻠﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ – ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻫــﻲ:Q = m .L ﻤﻼﺤـــﻅﺔ:ﺘﺴﺘﻌﻤل ﻓﻲ ﺤﺎﻻﺕ ﺃﺨﺭﻯ ﻭﺤﺩﺓ KJ / moleﻟﻠﺘﻌﺒﻴﺭ ﻋﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ –ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ،ﻭ ﻋﻠﻰ ﻫﺫﺍ ﺍﻷﺴﺎﺱ ﺘﻜﻭﻥ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻭﺍﻓﻕ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻭﺤﺩﺓ ﻫﻲ:Q = m .L M ﺤﻴﺙ Mﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﻭﻟﻴﺔ ﻟﻠﺠﺴﻡ ﻤﻘﺩﺭﺓ ﺒـ g / mol :
ﺤﻴﺙ Lﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﻭﺤﺩﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻭﺤﺩﺍﺕ ﺍﻟﺩﻭﻟﻴﺔ . KJ / Kg) L ( KJ / kgﺍﻟﺠﺴــــﻡ ﺍﻻﻨﺼﻬﺎﺭ 11,7 13,8 )Hg ( - 39 °C 176 333) O2 ( - 219 °C 452) Cu ( 1083 °C 393 ) H2O ( 0 °C= NH3 ( -75 °C ) Al ( 660 °C ﺍﻟﺘﺒﺨﻴﺭ 200 213) N2 ( -196 °C 272)O2 ( -183 °C 1368) Hg ( 357 °C 2258) NH3 ( -33 °C) H2O ( 100 °C ﺘﻁﺒﻴﻕ :ﺘﺤﺩﻴﺩ ﺍﻟﻘﺩﺭﺓ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻤﺤﺭﻭﻕ ﺍﻟﻬﺩﻑ: ﻨﺤﺎﻭل ﻤﻥ ﺨﻼل ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺴﻭﻑ ﻨﻘﻭﻡ ﺒﻬﺎ ﺘﻘﺩﻴﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﻭﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺠﺯﻱﺀ ﺍﻟﻤﺎﺀ. – ﺘﻘﺩﻴﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﺒﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﻭ ﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺎﻟﻜﺤﻭل ﻭ ﻫﺫﺍ ﻗﺼﺩ ﻤﻘﺎﺭﻨﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺘﻴﻥ. ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ: – ﻜﺤﻭل. – ﻤﻴﺯﺍﻥ ﺩﻗﺘﻪ 0,1ﻍ. – ﻤﺤﺭﺍﺭ . -10 °c- 110°c – ﺠﻔﻨﺔ ﻤﺘﺤﻤﻠﺔ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ– ﻋﻠﺒﺔ ﻤﻥ ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ﺸﻜﻠﻬﺎ ﺍﺴﻁﻭﺍﻨﻲ ﻭ ﻗﻁﺭﻫﺎ ﻴﺴﺎﻭﻱ ﺘﻘﺭﻴﺒﺎ ﻗﻁﺭ ﺍﻟﺠﻔﻥ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ .ﻨﻀﻊ ﺜﻘﺒﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺠﺎﻨﺒﻲ ﺍﻟﻌﻠﺒﺔ ﻟﻜﻲ ﻴﺴﻬل ﺘﺤﺭﻴﻜﻬﺎ ﺒﻭﺍﺴﻁﺔ ﻗﻀﻴﺏ ﺯﺠﺎﺠﻲ. – ﻤﺼﺒﺎﺡ ﺒﻨﺯﻥ ﻭ ﻋﻭﺩ ﺜﻘﺎﺏ ﺃﻭ ﺠﻬﺎﺯ ﺘﺴﺨﻴﻥ ﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ.
ﻣﺤﺮار ﻗﻀﻴﺐ ﻣﻦ اﻟﺰﺟﺎج أﻥﺒﻮب ﻣﻦ أﻟﻤﻨﻴﻮم ﻣﺎء ﺟﻔﻨﺔ ﺘﺠﺭﺒﺔ :1آﺤﻮل ﻨﺯﻥ ﻜﺘﻠﺔ m1 = 100 gﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﻌﻠﺒﺔ. ﻨﺯﻥ ﻜﺫﻟﻙ ،ﻭﻟﻜﻥ ﻓﻲ ﺃﺨﺭ ﻟﺤﻅﺔ ،ﻜﺘﻠﺔ m2 = 2,0 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﻔﻨﺔ ﻭ ﻫﺫﺍ ﻟﺘﺠﻨﺏ ﺘﺒﺨﺭ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻨﻪ.ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻨﻘﻭﻡ ﺒﺤﺭﻕ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﻔﻨﺔ ،ﻓﺈﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﻨﻁﻠﻘﺔ ﻨﺘﻴﺠﺔ ﻟﻬﺫﺍ ﺍﻻﺤﺘﺭﺍﻕ ﺘﻘﻭﻡ ﺒﺘﺴﺨﻴﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ،ﻓﺘﺭﺘﻔﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﻤﻥ Tiﺇﻟﻰ . Tf ﺍﻟﻤﻌﻁﻴﺎﺕ :ﻨﻌﻠﻡ ﺃﻨﻪ ﻴﻠﺯﻤﻨﺎ 4,185 jouleﻟﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ 1,00 gﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺒﻤﻘﺩﺍﺭ . 1°c ﺘﺠﺭﺒﺔ :2 ﻨﻘﻭﻡ ﺒﻭﺯﻥ 2,0 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﻓﻲ ﺍﻟﺠﻔﻨﺔ ﻭﻫﺫﺍ ﻓﻲ ﺁﺨﺭ ﻟﺤﻅﺔ ﻟﺘﺠﻨﺏ ﺘﺒﺨﺭﺍﻟﻜﺤﻭل.ﻨﻀﻊ ﻜﺘﻠﺔ m2 = 30,0 gﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﻋﻠﺒﺔ ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ ﻭ ﻨﺴﺨﻨﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﻟﻬﺏ ﻤﺼﺒﺎﺡ ﺒﻨﺯﻥ ﺤﺘﻰ ﺘﺼل ﺇﻟﻰ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﻐﻠﻴﺎﻥ. ﻨﺯﻥ ﺒﺴﺭﻋﺔ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻫﺫﻩ ﺜﻡ ﻤﺒﺎﺸﺭﺓ ﺒﻌﺩ ﺫﻟﻙ ﻨﻀﻌﻬﺎ ﻓﻭﻕ ﺍﻟﺠﻔﻥ ﻭ ﻨﺸﻌل ﺍﻟﻜﺤﻭل .ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺘﺴﺎﻋﺩ ﻋﻠﻰ ﺘﺒﺨﻴﺭ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﻓﻲ ﺃﻨﺒﻭﺏ ﺍﻷﻟﻤﻨﻴﻭﻡ. ﻟﺘﻜﻥ m3ﻫﻲ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﺘﺒﻘﻴﺔ ﺒﻌﺩ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻜل ﺍﻟﻜﺤﻭل .ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﺘﺒﺨﺭﺓ ﺒﻔﻀل ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺍﻟﻤﺤﺘﺭﻕ ﻫﻲ: me = m2 − m3 ﺘﺤﻠﻴل ﻨﺘﺎﺌﺞ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ :1
) Eth (alcool + O2 ) Eth (liquide )(T f ∆Eth Qe ) Eth (liquide )(Ti آﺘﻠﺔ m =100,0g) Eth (H 2O + CO2 ﻡﻦ اﻝﻤﺎءQ اﻝﻮﺳﻂ اﻝﺨﺎرﺝﻲ ∆EThﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺤﺭﺭﺓ ﻋﻨﺩ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻜﺘﻠﺔ m = 2,0 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل. Qeﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺍﺴﺘﻔﺎﺩﺕ ﻤﻨﻬﺎ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ. Qﻫﻲ ﻤﺠﻤﻭﻉ ﺍﻟﻁﺎﻗﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻀﺎﻋﺕ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ. . ∆ETh = Q + Qe) Qe = ∆Eth = ETh f ( liquide ) − EThi ( liquide ) = 4,18 × me × ( T f − Ti
ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ :2) Eth (alcool + O2 Qeb ) Eth f (vapeur∆Eth ) Ethi (liquide آﺘﻠﺔ ’ meﻡﻦ اﻝﻤﺎء) Eth (H 2O + CO2 اﻝﻤﺒﺨﺮة 'Q اﻝﻮﺳﻂ اﻝﺨﺎرﺝﻲ ∆EThﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺤﺭﺭﺓ ﻤﻥ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻜﺘﻠﺔ m = 2,0 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل. Qebﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻤﺔ ﻟﺘﺒﺨﻴﺭ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ’ meﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ. ’ Qﻫﻲ ﻤﺠﻤﻭﻉ ﺍﻟﻁﺎﻗﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻀﺎﻋﺕ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ.ﺒﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺘﻡ ﻓﻲ ﻨﻔﺱ ﺍﻟﻅﺭﻭﻑ ﺍﻟﺘﺠﺭﻴﺒﻴﺔ ،ﻓﻴﻤﻜﻥ ﺍﻋﺘﺒﺎﺭ ﺃﻥ Qﻭ ’ Qﺘﻘﺭﻴﺒﺎ ﻤﺘﺴﺎﻭﻴﺎﻥ ،ﻭﻫﺫﺍ ﻴﺴﻤﺢ ﺒﻜﺘﺎﺒﺔ: ∆ETh = Q + Qe ∆ETh = Q’ + Qeb ﻭ ﻤﻨﻪ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺘﻴﻥ ﺘﻜﻭﻨﺎﻥ ﻤﺘﺴﺎﻭﻴﺎﻥQe = Qeb : ﺘﻘﺩﻴﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻤﻭﺠﻭﺩﺓ ﺒﻴﻥ ﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺃﺩﺕ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺍﻟﻤﺤﺘﺭﻗﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺘﻴﻥ ﺍﻷﻭﻟﻰ ﻭ ﺍﻟﺜﺎﻨﻴﺔ ،ﺇﻟﻰ ﺇﻨﺘﺎﺝ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﺤﺭﺭﺓ ﺘﺴﺒﺒﺕ ﻓﻲ : ﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺫﻱ ﻜﺘﻠﺘﻪ m = 100,0 gﻤﻥ Ti = 20 °cﺇﻟﻰ Tf = 78 °cﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺍﻷﻭﻟﻰ. ﺘﺒﺨﻴﺭ ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺫﻱ ﻜﺘﻠﺘﻪ . me’= 11,0 g ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺍﻷﻭﻟﻰ ﺍﺭﺘﻔﻌﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺫﻱ ﻜﺘﻠﺘﻪ m = 100,0 gﻤﻥ 20 °Cﺇﻟﻰ . 78 °C ﻓﺎﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﺒـ
) ∆Eth = m.c.(θ f − θiﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺍﻟﺜﺎﻨﻴﺔ ﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ ﻟﻠﻤﺎﺀ .ﻓﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺠﻌﻠﺕ ﺤﺎﻟﺘﻪ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ ﺘﺘﻐﻴﺭ ،ﻷﻨﻪ ﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻨﺴﻭﺒﺔ ﻟﻠﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ – ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ . ∆Eth = n.L nﻫﻭ ﻋﺩﺩ ﻤﻭﻻﺕ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﺘﺒﺨﺭﺓ. Q ⇒ '= Q m1 .c .( θ f = ) − θi me L ML = m1 .c .( θ f − θ i ).M = 100 × 4 ,18 × ( 72 − 20 ) × 18 = 40 KJ / mole me 11ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻤﻥ ﺨﻼل ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴل ﺃﻥ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻡ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟـ 1 mole :ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻟﺠﻌﻠﻪ ﻴﺘﺒﺨﺭ ،ﻭ ﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺇﺤﺩﺍﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻪ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ ﻭﻟﻠﺘﻐﻠﺏ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻘﻭﻯ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ،ﺘﻘﺩﺭ ﺒﺤﻭﺍﻟﻲ .40 KJ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺘﺒﺨﺭ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺘﻘﺩﺭ ﺒــ . L = 40 KJ / mole ﺘﻘﺩﻴﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ، 1ﺃﻋﻁﻰ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻜﺘﻠﺔ m = 2 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺃﻜﺒﺭ ﻤﻥ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻠﻘﺎﻫﺎ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻭﺍﻟﺫﻱ ﺘﻐﻴﺭﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﻤﻥ 20°Cﺇﻟﻰ.78 °C ) ∆ E > m .c .( θ f − θ i ﻭ ﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ∆E > 100 × 4,18 × 58 = 24KJ :ﻭﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﻤﻥ ﺫﻟﻙ ﻫﻲ ﺃﻥ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺤﺭﺭﻫﺎ 2 gﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺘﻜﻭﻥ ﺃﻜﺒﺭ ﻤﻥ 24 KJﻷﻥ ﻫﻨﺎﻙ ﻀﻴﺎﻉ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻟﻠﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ. ﺘﻘﺩﺭ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺤﺭﺭﻫﺎ 1ﻤﻭل ﻤﻥ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﺒــ : ∆E > 24 × 46 = 558 KJ / mole 2 ﻋﻨﺩ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﺍﻟﻜﺤﻭل ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭل ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ .ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻌﺒﺭ ﻋﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﻫﻲ: CH 3 CH 2 OH + 3 O 2 → 2 CO 2 + 3 H 2 Oﻋﻨﺩ ﺤﺩﻭﺙ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻁﻴﻡ ﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﻭ ﺘﺸﻜل ﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺃﺨﺭﻯ ،ﻫﺫﺍ ﻴﻌﻨﻲ ﺃﻨﻪ ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺭﺘﻴﺏ ﺠﺩﻴﺩ ﻟﻠﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺍﺠﺩﺓ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ .ﻓﺎﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺤﺭﺭ ﻤﻥ ﺃﺠل ﺃﻋﺎﺩﺓ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﺭﺘﻴﺏ ﺘﻜﻭﻥ ﺃﻜﺒﺭ ﻤﻥ . 558 KJ / mole
ﻤﻘﺎﺭﻨﺔ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﻤﻊ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ558 ﻤﻘﺎﺭﻨﺔ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺘﻴﻥ ﺘﻌﻁﻲ≈ 14 : 40ﻨﺭﻯ ﺒﻭﻀﻭﺡ ﺃﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺃﻜﺒﺭ ﺒﻜﺜﻴﺭ ﻤﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ.
– VIﺍﻟﺘﺤﻭﻻﺕ ﺍﻟﻨﺎﺸﺭﺓ ﻭ ﺍﻟﻤﺎﺼﺔ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ: – 1ﻗﻴﺎﺱ ﺘﻐﻴﺭ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﻭﺍﻓﻘﺔ ﻟﺘﺤﻭﻻﺕ ﻨﺎﺸﺭﺓ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ ﻭ ﻤﺎﺼﺔ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ ﺘﺠﺭﺒﺔ :1– ﻨﻀﻊ ﻓﻲ ﻜﺄﺱ ﺒﻴﺸﺭ ﻤﺤﻠﻭﻻ ﻟﺤﻤﺽ ﻜﻠﻭﺭ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺤﺠﻤﻪ 200 cm3ﻭ ﺘﺭﻜﻴﺯﻩ ﺍﻟﻤﻭﻟﻲ . 1 mol/ l ﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﻓﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ . θ = 20,6 °C– ﻨﻀﻊ ﻓﻲ ﻜﺄﺱ ﺒﻴﺸﺭ ﺁﺨﺭ ﻤﺤﻠﻭﻻ ﻟﻬﻴﺩﺭﻭﻜﺴﻴﺩ ﺍﻟﺼﻭﺩﻴﻭﻡ ﺤﺠﻤﻪ 200 cm3ﻭﺘﺭﻜﻴﺯﻩ ﺍﻟﻤﻭﻟﻲ . 1 mol/ lﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﻓﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ . θ = 20,6 °C– ﻨﻀﻴﻑ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﺍﻟﺜﺎﻨﻲ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﺍﻷﻭل ،ﻭﻨﺭﺝ ﺜﻡ ﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺯﻴﺞ ﻓﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ θ = 25,6 °C . ﺍﻟﻤﻼﺤﻅﺔ: ﺇﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﻗﺩ ﺇﺭﺘﻔﻌﺕ ﺒـ . 5 °C ﺘﻔﺴﻴﺭ ﻨﺘﺎﺌﺞ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ:ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﻔﺎﻋﻠﺕ ﺸﻭﺍﺭﺩ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﻨﻴﻭﻡ ( H3O+)aqﺍﻟﻌﺎﺌﺩﺓ ﻟﻠﻤﺤﻠﻭل ﺍﻟﺤﺎﻤﻀﻲ ﻤﻊ ﺸﻭﺍﺭﺩ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﻜﺴﻴﺩ ( OH–)aqﺍﻟﻌﺎﺌﺩﺓﻟﻠﻤﺤﻠﻭل ﺍﻟﻘﺎﻋﺩﻱ ،ﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﻭ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ،ﻭﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﺠﻌﻠﺕ ﺩﺭﺠﺔ ( OH–)aqﺤﻭل ﻁﺎﻗﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﺘﺭﺘﻔﻊ. ﻓﺎﻟﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﺫﻱ ﺤﺩﺙ ﺒﻴﻥ ﺸﻭﺍﺭﺩ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﻨﻴﻭﻡ ( H3O+)aqﻭ ﺸﻭﺍﺭﺩ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﻜﺴﻴﺩ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ. ﻨﻘﻭل ﻋﻥ ﺘﻔﺎﻋل ( H3O+)aqﻤﻊ ( OH–)aqﺇﻨﻪ ﺘﻔﺎﻋل ﻨﺎﺸﺭ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓﺇﺫﺍ ﺍﻋﺘﺒﺭﻨﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺩﺭﻭﺴﺔ ﻫﻲ :ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ،ﺃﻱ ﺍﻟﺸﺎﺭﺩﺘﻴﻥ ،ﻨﻘﻭل ﺃﻨﻪ ﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻟﻠﺠﻤﻠﺔﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ،ﻭ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﺍﺴﺘﻔﺎﺩ ﻤﻨﻪ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﺤﻴﺙ ﺘﺤﻭل ﺠﺯﺀ ﻤﻥ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔﺒﻭﺍﺴﻁﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ) ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ( ﻟﻠﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ،ﻓﺘﺘﻐﻴﺭ ﺒﺫﻟﻙ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻟﻠﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ،ﺃﻱ ﻟﻠﻤﺤﻠﻭل. ﺘﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﻤﻥ ﺃﺠل ﺘﻘﺩﻡ ﻴﺴﺎﻭﻱ ﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ: ( H 3O + )aq + ( OH − )aq → 2 H 2 O( l ) ∆E > 0ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻴﺘﻔﺎﻋل 1ﻤﻭل ﻤﻥ ( H3O+)aqﻤﻊ 1ﻤﻭل ﻤﻥ ( OH–)aqﻓﺈﻥ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﻴﺘﻠﻘﻰ 57 KJﻤﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ. ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ:
آﻞ اﻟﺘﻔﺎﻋﻼت اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻟﺘﻲ ﺕﺠﻌﻞ درﺟﺔ ﺣﺮارة وﺳﻂ اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺕﺮﺕﻔﻊ ﺕﺪﻋﻰ :ﺕﻔﺎﻋﻼت ﻥﺎﺷﺮة ﻟﻠﺤﺮارة Ei1 اﻟﻤﺤﻠﻮل Q Ei2 ﺤﺴﺏ ﻤﺒﺩﺃ ﺇﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ. ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + We + Q + Er ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻻ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﻁﺎﻗﺘﻬﺎ ﺍﻟﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﻜﺭﻭﺴﻜﻭﺒﻴﺔ ) Ecﻭ ،( Epﻴﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻘﻁ ﻓﻲ ﻁﺎﻗﺘﻬﺎ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ.ﻜﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻫﺫﺍ ﻻ ﻴﻜﻭﻥ ﺒﻔﻀل ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ ﻭ ﻻ ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻲ ) Wm = 0ﻭ ( We = 0 ﻜﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺒﺎﻹﺸﻌﺎﻉ ﻴﻤﻜﻥ ﺇﻫﻤﺎﻟﻪ ﻓﻲ ﻤﺜل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻼﺕ. ∆E = E2 − E1 = ∆Ei = Q ﻴﺒﻘﻰ ﺇﺫﻥ: ﺘﺠﺭﺒﺔ :2θ1 = 20,4 – ﻨﻀﻊ ﻓﻲ ﻜﺄﺱ ﺒﻴﺸﺭ 200 mlﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﻘﻁﺭ ﺜﻡ ﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ .ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ °C– ﻨﻀﻴﻑ ﻟﻬﺫﺍ ﺍﻟﻤﺎﺀ m = 24,8 gﻤﻥ ) .( Na2 S2O3 ,5H 2Oﻨﺭﺝ ﻭ ﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﺍﻟﻨﻬﺎﺌﻲ ﺍﻟﻨﺎﺘﺞ ﻓﻨﻼﺤﻅ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ . θ2 = 13,7 °C
ﺍﻟﻤﻼﺤﻅﺔ: ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﻗﺩ ﺍﻨﺨﻔﻀﺕ ﺒــ . 7 °C ﺘﻔﺴﻴﺭ ﻨﺘﻴﺠﺔ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﻤﺎﺀ ) ( H2Oﻤﻊ ﺍﻟﻤﺭﻜﺏ ) ( Na2 S2O3 ,5H 2Oﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﻭ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ،ﻭ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﺠﻌﻠﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﺤﻠﻭل ﺘﻨﺨﻔﺽ. ﺇﺫﻥ ﻓﺎﻟﻤﺤﻠﻭل ﺤﻭل ﻁﺎﻗﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻤﺯﻴﺞ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋل. ﻨﻘﻭل ﻋﻥ ﺘﻔﺎﻋل ) ( H2Oﻤﻊ ) ( Na2 S2O3 ,5H 2Oﺇﻨﻪ :ﺘﻔﺎﻋل ﻤﺎﺹ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ ﻨﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﻤﻥ ﺃﺠل ﺘﻘﺩﻡ ﻴﺴﺎﻭﻱ ﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺸﻜل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ: Na2 S2O3 ,5H 2O( s ) → 2Na + ( aq ) + S2O32− ( aq ) + 5H 2O ∆E < 0 ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ: آﻞ اﻝﺘﻔﺎﻋﻼت اﻝﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻝﺘﻲ ﺕﺠﻌﻞ درﺝﺔ ﺣﺮارة اﻝﻤﺤﻠﻮل ﺕﻨﺨﻔﺾ ﺕﺪﻋﻰ : ﺕﻔﺎﻋﻼت ﻡﺎﺹﺔ ﻝﻠﺤﺮارة Ei2اﻟﻤﺤﻠﻮل Q Ei1
ﺤﺴﺏ ﻤﺒﺩﺃ ﺇﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + We + Q + Erﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻻ ﺘﺘﻐﻴﺭ ﻁﺎﻗﺘﻬﺎ ﺍﻟﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﻜﺭﻭﺴﻜﻭﺒﻴﺔ ) Ecﻭ ،( Epﻴﺤﺩﺙ ﺘﻐﻴﺭ ﻓﻘﻁ ﻓﻲ ﻁﺎﻗﺘﻬﺎ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ.ﻜﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺩﺍﺨﻠﻴﺔ ﻫﺫﺍ ﻻ ﻴﻜﻭﻥ ﺒﻔﻀل ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻜﻬﺭﺒﺎﺌﻲ ﻭ ﻻ ﺍﻟﻌﻤل ﺍﻟﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻲ ) Wm = 0ﻭ ( We = 0 ﻜﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺒﺎﻹﺸﻌﺎﻉ ﻴﻤﻜﻥ ﺇﻫﻤﺎﻟﻪ ﻓﻲ ﻤﺜل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻼﺕ. ﻴﺒﻘﻰ ﺇﺫﻥ:∆E = E2 − E1 = ∆Ei = Q – 2ﺍﻟﺘﺤﻭﻻﺕ ﺍﻟﻨﺎﺸﺭﺓ ﻭ ﺍﻟﻤﺎﺼﺔ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ: ﻴﺘﻜﻭﻥ ﺍﻟﺠﺯﻱﺀ ﻤﻥ ﺫﺭﺍﺕ ﻤﺭﺘﺒﻁﺔ ﻓﻴﻤﺎ ﺒﻴﻨﻬﺎ ﺒﺭﻭﺍﺒﻁ ﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺔ.ﺃﺜﻨﺎﺀ ﺘﺤﻭل ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ،ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﻤﺜﻼ ،ﻓﺈﻥ ﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺘﺨﺘﻔﻲ ﻭ ﺃﺨﺭﻯ ﺘﺘﺸﻜل ،ﻭ ﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﻓﺈﻥ ﻫﻨﺎﻙ ﺭﻭﺍﺒﻁ ﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺔ ﺘﺘﺤﻁﻡ ﻭ ﺃﺨﺭﻯ ﺘﺘﺸﻜل. – ﻤﺜﺎل: ﻋﻨﺩ ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ 2 moleﻤﻥ ﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ ،ﻴﻜﻭﻥ ﻫﺫﺍ ﺤﺴﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: 2H 2 + O2 → 2H 2O ) 2H − H + O = O → 2( H − O − H ﺃﺜﻨﺎﺀ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﺤﺩﺙ: – ﺘﺤﻁﻴﻡ ﻟﺭﺍﺒﻁﺘﻴﻥ H–Hﻟﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ. – ﺘﺤﻁﻴﻡ ﻟﺭﺍﺒﻁﺔ O = Oﻟﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻷﻜﺴﺠﻴﻥ.ﺒﻤﺎ ﺃﻨﻪ ﺤﺩﺙ ﺘﺤﻁﻴﻡ ﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ،ﻫﺫﺍ ﻴﻌﻨﻲ ﺃﻨﻪ ﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭﻴل ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ .ﻨﺤﺼل ﻋﻠﻰ ﺠﺯﻴﺌﻴﻥ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺃﻱ 4ﺭﻭﺍﺒﻁ ﻤﻥ . O–H ﺒﺎﻟﻌﻜﺱ ﻋﻨﺩ ﺘﺸﻜل ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ O–Hﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭل ﻟﻠﻁﺎﻗﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻨﺤﻭ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ. ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﺘﺤﻭل ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ:اﻝﻤﺤﻄﻤﺔ) ∑E = ( DX −Y ﺘﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﺘﺤﻭل ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﺒﺎﻟﻌﻼﻗﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ: ﻡﺘﺸﻜﻠﺔ) ∑− ( DX −Yﺇﺫﺍ ﻜﺎﻥ E< 0ﻨﻘﻭل ﺇﻥ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﻨﺎﺸﺭ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ ،ﺃﻤﺎ ﺇﺫﺍ ﻜﺎﻥ E> 0ﻨﻘﻭل ﺃﻥ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﻤﺎﺹ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ. ﻴﻤﺜل ﺍﻟﻤﻘﺩﺍﺭ DX–Yﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ) ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ (. ﺘﻁﺒﻴﻕ: ﺃﺤﺴﺏ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻔﺎﻋل ﺍﺤﺘﺭﺍﻕ ﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ.
2H 2 + O2 → 2H 2O ﺍﻹﺠﺎﺒﺔ:ﻨﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﺒﺎﺴﺘﻌﻤﺎل ﺍﻟﺼﻴﻎ ﺍﻟﻤﻔﺼﻠﺔ ﻭ ﻫﺫﺍ ﻟﻠﻜﺸﻑ ﻋﻥ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻤﺤﻁﻤﺔ ﻭ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻤﺘﺸﻜﻠﺔ.) 2( H − H ) + ( O = O ) → 2( H − O − H ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻤﺤﻁﻤﺔ ﻫﻲ: 2ﺭﻭﺍﺒﻁ H – Hﻭ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻭﺍﺤﺩﺓ . O = O ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻘﺩﻤﻬﺎ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﻟﺘﺤﻁﻴﻡ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﻫﻲ: = 2× 432 + 494 = 1358KJ / moleﻡﺤﻄﻤﺔ) ∑ DX−Y ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻤﺘﺸﻜﻠﺔ ﻫــﻲ: 4ﺭﻭﺍﺒـــﻁ O – Hﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻘﺩﻡ ﻟﻠﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﻋﻨﺩ ﺘﺸﻜل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﻫﻲ:ﻡﺘﺸﻜﻠﺔ) ∑ DX −Y = 4 × 410 = 1640KJ / mole ﺤﻭﺼﻠﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺘﺒﺎﺩل ﺒﻴﻥ ﺍﻟﻭﺴﻁ ﻭ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻫﻲ: =1358−1640= −282KJ/ moleﻥﺎﺕﺠﺔ) − (∑DX−Yاﻝﻤﺤﻄﻤﺔ)E = (∑DX−Y ﻨﻼﺤـــﻅ ﺃﻥ . E < 0ﺇﺫﻥ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﻨﺎﺸﺭ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ ،ﻭ ﻫﻭ ﻤﺎ ﺘﺅﻜﺩﻩ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ. – Vﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ) ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ( – 1ﻗﻴﺎﺱ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻋﺘﻤﺎﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﻗﻴﺎﺴﺎﺕ ﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ،ﻨﺤﺎﻭل ﺇﻴﺠﺎﺩ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻻﻨﺼﻬﺎﺭ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺜﻡ ﻤﻘﺎﺭﻨﺘﻬﺎ ﺒﻌﺩ ﺫﻟﻙ ﻤﻊ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻨﻅﺭﻴﺔ. ﺍﻷﺩﻭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ: – ﻤﺴﻌﺭ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻭ ﺃﺩﻭﺍﺘﻪ. – ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺠﻠﻴﺩ. – ﻗﻁﻌﺔ ﻗﻤﺎﺵ ﻤﺒﻠﻠﺔ ﻗﻠﻴﻼ ﺒﺎﻟﻤﺎﺀ. ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ: ﻨﻤﻠﺊ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﺒﻜﻤﻴﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ . Mﻴﺤﺩﺙ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﻋﻨﺩ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ . Tiﻨﺩﺨل ﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺠﻠﻴﺩ ،ﺒﻌﺩﻤﺎ ﺘﻜﻭﻥ ﻗﺩ ﺒﺩﺃﺕ ﻓﻲ ﺍﻻﻨﺼﻬﺎﺭ ) ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ ﺘﻜﻭﻥ ( 0°Cﻭ ﺒﻌﺩ ﻤﺴﺢ ﺴﻁﺤﻬﺎ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﺒﻘﻁﻌﺔ ﺍﻟﻘﻤﺎﺵ ،ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ .ﻨﺨﻠﻁ ﺤﺘﻰ ﻨﺤﺼل ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ ﺍﻟﺠﺩﻴﺩ .ﻨﺴﺠل ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﺩﻴﺩﺓ . Tf ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﻠﻴﺩ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ﻓﻲ ﻨﻬﺎﻴﺔ ﺍﻟﺘﺠﺭﺒﺔ ﺒﻭﺯﻥ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ.
ﺍﻟﻨﺘﺎﺌﺞ: – ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﻭ ﺃﺩﻭﺍﺘﻪ ﻫﻲ m1 = 1860°C – ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺴﻌﺭ ﻭ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺫﻱ ﻭﻀﻊ ﺒﺩﺍﺨﻠﻪ ﻫﻲm2 = 2160 g : ﺇﺫﻥ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻫﻲ. M = m2 – m1 = 300 g : ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻻﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ ﻤﺴﻌﺭ ﻭ ﻤﺎﺀ. Ti = 20,7 °C : ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺍﻹﺠﻤﺎﻟﻴﺔ ﺒﻌﺩ ﺇﺩﺨﺎل ﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺠﻠﻴﺩ. m3 = 2195 g : ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺠﻠﻴﺩ. m = m3 – m2 = 35 g : ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻨﻬﺎﺌﻴﺔ. Tf = 11,7 C : ﺘﻜﺘﺏ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻭﻓﻕ ﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ:µ .(θ f − θ i ) + M .C e (θ f − θ i i ) + m .L fus + m .C e (θ f − 0 ) = 0اﻟﺘﺤﻮیﻞ اﻟﻄﺎﻗﻮي اﻟﺬي یﺤﺪث ﻟﻠﻤﺴﻌﺮ و اﻟﻤﺎء اﻟﺘﺤﻮیﻞ اﻟﻄﺎﻗﻮي اﻟﺬي یﺤﺪث ﻟﻘﻄﻌﺔ اﻟﺠﻠﻴﺪ 246,5.(11,7 − 20,7) + 300.10−3.4185.(11,7 − 20,7) + 35.10−3.L fus + 35.10−3.4185.(11,7 − 0) = 0 ﻭ ﻤﻨﻪ ﻨﺴﺘﻨﺘﺞ ﺍﻟﺴﻌﺔ ﺍﻟﻜﺘﻠﻴﺔ ﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻔﻴﺯﻴﺎﺌﻴﺔ ﻟﻠﻤﺎﺀLfus = 337 J/ kg : ﻭ ﻫﻲ ﺘﻘﺎﺭﺏ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻨﻅﺭﻴﺔ .333 J/ kg ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻓﻲ ﺠﺴﻡ ﻨﻘﻲ ﺴﺎﺌل:ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻓﻲ ﺴﺎﺌل ﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺃﻻﺯﻡ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻤﻥ ﺍﻟﺴﺎﺌل) A ( lﻟﺘﺤﻭﻴﻠﻪ ﺇﻟﻰ ﻏﺎﺯ) .A ( g ) A( l ) → A( gﻴﺭﻤﺯ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺒـﺎﻟﺭﻤﺯ ، LVﻭﻭﺤﺩﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻭﺤﺩﺍﺕ ﺍﻟﺩﻭﻟﻴﺔ ﻫﻲ . KJ/ mol. ﺘﺘﻌﻠﻕ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺒﺎﻟﻀﻐﻁ ﻭ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ. 1,013.105 Paﻭ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ 100° cﻴﻤﻜﻥ ﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ: ﻤﺜﺎل: ﺘﺤﺕ ﻀﻐﻁ ) H 2O( l ) → H 2O( g ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﻟﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﺴﺎﺌل ﻫـــﻲ 40,0 KJ/ mol.ﻴﺠﺏ ﺇﺫﻥ ﺘﻘﺩﻴﻡ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻘﺩﺭ ﺒـ 40,0 KJﻟﻜﻲ ﻨﺴﺘﻁﻴﻊ ﺃﻥ ﻨﺒﺨﺭ ) 1 mole ( 18 gﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ 100 . °Cﻋﻜﺱ ﺫﻟﻙ ،ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﻜﺜﻑ 1 moleﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ) ﻴﺼﺒﺢ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ( ،ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ 100 °Cﻓﺈﻥ ﻫﺫﺍ ﻴﺤﺭﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻘﺩﺭ ﺒــ . 40,0 KJ
ﻴﻤﺜل ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﻭ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﻟﺘﺒﺨــﺭ LVﻟﻤﺠﻤﻭﻋﺔ ﻤﻥ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﻨﻘﻴﺔ ﻭ ﻫﺫﺍ ﺘﺤﺕ ﻀﻐﻁ) t eb ( °C ) L V ( KJ / molﺍﻟﻔﺭﺩ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ . 1,013 . 105 Pa 100ﺍﻟﻤﺎﺀ 41,0ﺍﻟﻨﻴﺘﺎﻨﻭل 64,5 37,4ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﻭل 78,5 42,6ﺍﻷﺴﺘﻭﻥ 56,2 30,8ﺍﻟﻬﻜﺯﺍﻥ 68,7 31,5 ) L S ( KJ/ molﺍﻟﻔﺭﺩ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲﺍﻟﻬﺒﺘﺎﻥ 98,4 36,6 47ﺍﻟﻤﺎﺀ 80,7ﺍﻟﻬﻜﺴﺎﻥ ﺍﻟﺤﻠﻘﻲ 33 ,1 ﺍﻟﻨﻴﺘﺎﻨﻭل 40,6 80,1ﺍﻟﺒﻨﺯﻥ 33,8 ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﻭل 47,6 ﺍﻷﺴﺘﻭﻥ 36,5 ﺍﻟﻬﻜﺯﺍﻥ 43,5 ﺍﻟﻬﺒﺘﺎﻥ 50,6 ﺍﻟﻬﻜﺴﺎﻥ ﺍﻟﺤﻠﻘﻲ 35,8 43,6ﺍﻟﺒﻨﺯﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻓﻲ ﺠﺴﻡ ﻨﻘﻲ ﺼﻠﺏ:ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻤﺎﺴﻙ ﺠﺴﻡ ﺼﻠﺏ ﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺃﻻﺯﻡ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟـﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻤﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﺼﻠﺏ ) A ( sﻟﺘﺤﻭﻴﻠﻪ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ).A(g ) A( s ) → A( g ﻴﺭﻤﺯ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﻤﺯ LSﻭ ﻭﺤﺩﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﻭﺤﺩﺍﺕ ﺍﻟﺩﻭﻟﻴﺔ ﻫﻲ . KJ/ mol :ﻋﻜﺱ ﺫﻟﻙ ،ﻓﺈﻨﻨﺎ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻨﻜﺜﻑ ﻜﺘﻠﺔ mﻤﻥ ﺠﺴﻡ ﻏﺎﺯﻱ ) A ( gﺇﻟﻰ ﻜﺘﻠﺔ mﻤﻥ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﺼﻠﺏ ) A ( sﻓﺈﻥ ﻫﺫﺍ ﻴﺤﺭﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻘﺩﺭ ﺒﻨﻔﺱ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻤﺘﺹ ﻋﻨﺩ ﺍﻟﺘﺤﻭل ﺍﻟﻤﻌﺎﻜﺱ. ﻴﻤﺜل ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﻟﻠﺘﺼﻌﻴﺩ LSﻟﻤﺠﻤﻭﻋﺔ ﻤﻥ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﻨﻘﻴﺔ .
– VIﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ.Energie de cohésion. – 1ﺤﺎﻟﺔ ﺠﺯﻱﺀ ﻴﺤﺘﻭﻱ ﻋﻠﻰ ﺫﺭﺘﻴﻥﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﺭﺘﺒﻁ ﺫﺭﺘﺎﻥ Aﻭ Bﻟﺘﺸﻜﻴل ﺠﺯﻱﺀ ، A–Bﻴﻜﻭﻥ ﻫﺫﺍ ﻟﻜﻲ ﻴﺼﺒﺢ ﺍﻟﺠﺴﻡ ﺍﻟﻤﺘﺸﻜل ﺃﻜﺜﺭ ﺍﺴﺘﻘﺭﺍﺭﺍ ﻤﻥ ﺍﻟﺫﺭﺘﻴﻥ Aﻭ Bﻤﺄﺨﻭﺫﺘﻴﻥ ﻜل ﻋﻠﻰ ﺤﺩﺓ .ﻨﻔﻬﻡ ﻤﻥ ﻫﺫﺍ ﺃﻥ ﺍﻟﺯﻴﺎﺩﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺘﻌﻁﻰ ﻟﻠﻭﺴﻁ ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ. ﻋﻜﺱ ﻫﺫﺍ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻨﺭﻴﺩ ﺘﻔﻜﻴﻙ ﺠﺯﻱﺀ A–Bﺇﻟﻰ ﺫﺭﺘﻴﻥ Aﻭ Bﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻡ ﻁﺎﻗﺔ ﻟﺘﺤﻁﻴﻡ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻤﻭﺠﻭﺩﺓ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﺫﺭﺘﻴﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺯﻱﺀ . A–B ﻓﻲ ﺃﻏﻠﺏ ﺍﻷﺤﻴﺎﻥ ﺘﻘﺩﻡ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻤﺔ ﻟﻠﺘﻔﻜﻴﻙ ﻋﻠﻰ ﺸﻜل ﺤﺭﺍﺭﺓ ) ﺍﻟﺘﺴﺨﻴﻥ ( ﺃﻭ ﻋﻠﻰ ﺸﻜل ﺃﺸﻌﺎﻉ. ﻤﺜﺎل:– ﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻷﻜﺴﺠﻴﻥ ) ، ( H2ﻭ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﻌﺘﺒﺭ ﻤﻥ ﺒﻴﻥ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺎﺕ ﺍﻷﻜﺜﺭ ﺍﺴﺘﻘﺭﺍﺭﺍ ،ﻴﺒﺩﺃ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﺼل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﺴﺨﻴﻥ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ . T = 2000 °C – ﺜﻨﺎﺌﻲ ﺍﻟﻜﻠﻭﺭ ﻴﺒﺩﺃ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ ﻋﻨﺩﻤﺎ ﻨﻘﺩﻡ ﻟﻪ ﺇﺸﻌﺎﻋﺎ ﻁﻭل ﻤﻭﺠﺘﻪ ﺘﺴﺎﻭﻱ .λ = 0,494 µmﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟﻔﻙ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺔ ﻓﻲ ﺠﺯﻱﺀ ﻴﺤﺘﻭﻱ ﻋﻠﻰ ﺫﺭﺘﻴﻥ ﺘﻤﺜل ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ .ﺘﺴﻤﻰ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ :ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻭ ﻫﻲ ﻤﻌﺭﻓﺔ ﺒﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻤﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ. ﺘﻌﺭﻴﻑ ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ: ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ A–Bﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻟﻼﺯﻡ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟﻤﻭل ﻭﺍﺤﺩ ﻤﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ،ﻤﺄﺨﻭﺫﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ،ﻟﻔﻜﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺫﺭﺍﺕ ﺍﻟﻤﻜﻭﻨﺔ ﻟﻬﺎ ﻫﻲ ﺃﻴﻀﺎ ﻤﺄﺨﻭﺫﺓ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻬﺎ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ .ﻴﺭﻤﺯ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺒﺎﻟﺭﻤﺯ DA–Bﻭ ﺘﻘﺩﺭ ﺒـ KJ / mole) 1mole A − B( g ) → 1mole A( g ) + 1mole B( gاﻝﺤﺎﻝﺔ اﻹﺑﺘﺪاﺋﻴﺔ اﻝﺤﺎﻝﺔ اﻝﻨﻬﺎﺋﻴﺔﺒﺘﻌﺒﻴﺭ ﺁﺨﺭ ،ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ A–Bﻫﻲ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﺭﺍﻓﻕ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﻤﻥ ﺃﺠل ﺘﻘﺩﻡ ﻴﺴﺎﻭﻱ 1 . mole) A − B( g ) → A( g ) + B( g ∆E = DA- B ﺘﺤﺴﺏ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻜﻤﺎ ﻴﻠﻲ:
])DA−B = Energie[1mole A(g)+ 1 mole B(g)] - Energie [1 mole A - B (g ﺒﻤﺎ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﺯﻱﺀ A–Bﺃﻜﺜﺭ ﺍﺴﺘﻘﺭﺍﺭﺍ ﻤﻥ ﺍﻟﺫﺭﺘﻴﻥ Aﻭ Bﻤﺄﺨﻭﺫﺘﻴﻥ ﻋﻠﻰ ﺤﺩﺓ ،ﺘﻜﻭﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ ﻤﻭﺠﺒﺔ . DA–B > 0 ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ: ﻃﺎﻗﺔ راﺑﻄﺔ آﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻣﻘﺪار ﻣﻮﺟﺐ – 2ﺤﺎﻟﺔ ﺠﺯﻱﺀ ﻤﺘﻌﺩﺩ ﺍﻟﺫﺭﺍﺕ ﺩﺭﺍﺴﺔ ﻤﺜﺎل:ﻨﺭﻴﺩ ﺘﻔﻜﻴﻙ ﺠﺯﻱﺀ ﺍﻟﻤﺎﺀ ،ﻤﺄﺨﻭﺫ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ﻟﻪ ،ﺇﻟﻰ ﻫﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ ﻭ ﺃﻜﺴﺠﻴﻥ ،ﻫﻤﺎ ﺃﻴﻀﺎ ﻤﺄﺨﻭﺫﻴﻥ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻬﻤﺎ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ، ﺤﺴﺏ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﺎﻟﻴﺔ:) H2O ( g ) → 2 H ( g ) + O ( gH − O − H → 2H + 2Oﺘﺴﻤﺢ ﻟﻨﺎ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻨﻘﺩﻤﻬﺎ ﻟﺘﻔﻜﻴﻙ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺸﻜل ﺠﺯﻱﺀ ﺍﻟﻤﺎﺀ ،ﺒﺘﺤﻁﻴﻡ ﺭﺍﺒﻁﺘﻴﻥ ﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺘﻴﻥ ، O–Hﻭ ﻟﻬﺫﺍ ﻨﻌﺭﻑ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ﻟﻠﺭﺍﺒﻁﺔ ) O–Hﻷﻥ ﻫﻨﺎﻙ ﺭﺍﺒﻁﺘﺎﻥ ،ﻨﺄﺨﺫ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ( ﻋﻠﻰ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺴﺎﻭﻱ ﻨﺼﻑ ﺍﻟﺘﻐﻴﺭ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺭﺍﻓﻕ ﺘﻔﺎﻋل ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ ﻟــ 1 moleﻤﻥ ﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﻤﺎﺀ ،ﻤﺄﺨﻭﺫﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ،ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺫﺭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺭﺍﻓﻘﺔ ﻤﺄﺨﻭﺫﺓ ﻫﻲ ﺃﻴﻀﺎ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻬﺎ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ،ﻭﻨﻜﺘﺏ ﻋﻠﻰ ﻫﺫﺍ ﺍﻷﺴﺎﺱ) H2O( g ) → 2H( g ) + O( g ∆E = 2DO-H ﻷﻥ:])∆EA−B = Energie [ 2mole H(g) + 1 moleO(g)] - Energie [1 mole H 2O (g ﻭ ﻫﺫﻩ ﺘﻤﺜل ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺘﻴﻥ ، O–Hﺃﻱ 2 DO–Hﻴﻤﺜل ﺍﻟﺠﺩﻭل ﺍﻟﺘﺎﻟﻲ ﻗﻴﻤﺔ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ﻟﺒﻌﺽ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻴﺔ.
ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ DX–Y ( KJ / mole) ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ DX–Y ( KJ/ mole ) H–H C–H F–F 432 C–C 410Cl–Cl 155 C=C 348Br–Br 240 C–O 612 I–I 190 C = O* 356 H–F 150 C = O** 795H–Cl 565 C – Cl 708H – Br 428 C – Br 327 362 285
* :ﻓﻲ CO2ﻭ ** :ﻓﻲ ﺍﻷﻟﺩﻫﻴﺩ ،ﺍﻟﻜﻴﺘﻭﻥ ﻭ ﺍﻷﺤﻤﺎﺽH–O 460 940H–N 388 N=O 628H–S 364 O=O 494 ﺕﻄﺒﻴﻖ : أﺣﺴﺐ ﻃﺎﻗﺔ اﻟﺘﻤﺎﺳﻚ اﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﺠﺰيء اﻹیﺜﺎن . C2H6 اﻹﺟﺎﺑﺔ: ﻃﺎﻗﺔ اﻟﺘﻤﺎﺳﻚ ﻓﻲ ﺟﺰيء اﻹیﺜﺎن هﻲ اﻟﻄﺎﻗﺔ ∆Eاﻟﻤﺤﻮل أﺛﻨﺎء اﻟﺘﻔﺎﻋﻞ اﻟﺘﺎﻟﻲ: ) C2H6 ( g )→ 2 C ( g )+ 6 H ( g ∆E ∆E = DC -C + 6 DC - H = 348 + 6 × 410 = 2820 KJ/ mole ﺘﻤﺭﻴﻥ : ﻋﺭﻑ ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﺩﺍﺨل ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺠﺯﻱﺀ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل .C2H4O – 2ﺃﻋﻁ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺒﺩﻻﻟﺔ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﻤﻌﻁﻴﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺩﻭل. – 3ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻌﺩﺩﻴﺔ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ. – 4ﺘﻌﻁﻰ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﻓﻲ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻭ ﻫﻭ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻪ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ . 26,1 KJ / mole ﻤﺎﺫﺍ ﺘﻤﺜل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ؟
ﺍﻹﺠﺎﺒﺔ: – 1ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﻓﻲ ﺠﺯﻱﺀ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﻟـ 1 moleﻤﻥ ﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻬﺎ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ﻟﺘﻔﻜﻴﻜﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﺫﺭﺘﻲ ﺍﻟﻔﺤﻡ ﻭﺫﺭﺍﺕ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ ﻭ ﺫﺭﺓ ﺃﻜﺴﺠﻴﻥ. )C2H4O(g ﺇﺫﻥ ﻫﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل: 2C(s) + 4H(g) + O(g) ∆E – 2ﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﻴﺔ ﺍﻟﻤﻔﺼﻠﺔ ﻟﻺﻴﺜﺎﻨﺎل ﻫـــﻲ H O H − C −C H H ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻤﺎﺴﻙ ﺠﺯﻱﺀ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ∆E =4DC-H + 1DC-C + 1DC-O : – 3ﺍﻟﻘﻴﻤﺔ ﺍﻟﻌﺩﺩﻴﺔ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺘﺤﺴﺏ ﻜﻤﺎ ﻴﻠﻲ:ﻨﻭﻉ ﺍﻟﺭﺍﺒﻁﺔ ﻋﺩﺩﻫﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺯﻱﺀ ﻁﺎﻗﺔ ﺭﺍﺒﻁﺔ ﺍﻟﻤﺠﻤﻭﻉ KJ/mole C–H 4 1640 C–C 1 410 348 C=O 1 348 708 708 ∆E = 2796 KJ / mole – 4ﻨﻼﺤﻅ ﺃﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﻓﻲ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻭ ﻫﻭ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺘﺨﺘﻠﻑ ﺒﻜﺜﻴﺭ ﻋﻥ ﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻤﺎﺴﻙ ﺍﻟﺨﺎﺼﺔ ﺒﺎﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻭ ﻫﻭ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔﺜﻤﺜل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ،ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟــ 1 moleﻤﻥ ﺍﻹﻴﺜﺎﻨﺎل ﻤﺄﺨﻭﺫ ﻓﻲ ﺤﺎﻟﺘﻪ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﻟﺘﺤﻭﻴﻠﻪ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ. ﺨﻼل ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﺤﻭل ) ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ( ﻻ ﺘﺤﻁﻡ ﺍﻟﺭﻭﺍﺒﻁ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺌﻴﺔ. –VIIﺍﻟﺘﻔﺴﻴﺭ ﺍﻟﻤﺠﻬﺭﻱ ﻟﺘﻐﻴﺭ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ ﺍﻟﻤﺭﺍﻓﻘﺔ ﻟﺘﺤﻭﻴل ﻓﻴﺯﻴﺎﺌﻲ – ﻜﻴﻤﻴﺎﺌﻲ ﻓﻲ ﺍﻟﻐﺎﺯﺍﺕ ،ﻴﺘﺯﺍﻴﺩ ﺍﻀﻁﺭﺍﺏ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﻤﻊ ﺘﺯﺍﻴﺩ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ،ﻓﺎﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻘﺩﻡ ﻟﻠﻐﺎﺯ ،ﻟﺠﻌل ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻪ ﺘﺭﺘﻔﻊ ،ﺘﺴﺎﻫﻡ ﻓﻲ ﺍﺯﺩﻴﺎﺩ ﺴﺭﻋﺔ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺸﻜل ﺍﻟﻐﺎﺯ ،ﻭﺒﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺍﺯﺩﻴﺎﺩ ﻓﻲ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﺤﺭﻜﻴﺔ ﺍﻟﻤﻴﻜﺭﻭﺴﻜﻭﺒﻴﺔ .ﻋﻜﺱ ﻫﺫﺍ ،ﻋﻨﺩﻤﺎ ﺘﻨﺨﻔﺽ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻐﺎﺯ ،ﻓﺈﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻷﺨﻴﺭ ﻴﻤﺩ ﺍﻟﻭﺴﻁﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻲ ﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺸﻜل ﺤﺭﺍﺭﺓ ،ﻷﻥ ﺴﺭﻋﺔ ﺠﺯﻴﺌﺎﺘﻪ ﺘﺘﻨﺎﻗﺹ .ﻓﻲ ﺍﻟﺴﻭﺍﺌل ،ﻭﺭﻏﻡ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺘﻜﻭﻥ
ﻤﺘﺭﺍﺼﺔ ﻤﻊ ﺒﻌﻀﻬﺎ ﺍﻟﺒﻌﺽ ،ﺇﻻ ﺃﻨﻬﺎ ﺘﺘﺤﺭﻙ ﻭ ﺘﻬﻴﻡ ﻓﻲ ﻜل ﺍﻻﺘﺠﺎﻫﺎﺕ ،ﻭ ﺘﺘﺯﺍﻴﺩ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﺤﺭﻜﺔ ﻤﻊ ﺘﺯﺍﻴﺩ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ .ﺃﻤﺎ ﻓﻲ ﺍﻷﺠﺴﺎﻡ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ،ﺍﻷﻓﺭﺍﺩ ﺍﻟﻤﻜﻭﻨﺔ ﻟﻬﺫﺍ ﺍﻟﺠﺴﻡ ،ﺴﻭﺍﺀ ﻜﺎﻨﺕ ﺫﺭﺍﺕ ،ﺠﺯﻴﺌﺎﺕ ﺃﻡ ﺸﻭﺍﺭﺩ ،ﺘﺸﻐل ﻤﻭﺍﻗﻊ ﻤﺤﺩﺩﺓ ﻭ ﻟﻜﻨﻬﺎ ﺘﻬﺘﺯ ﺤﻭل ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻤﻭﺍﻗﻊ .ﻜﻠﻤﺎ ﺍﺭﺘﻔﻌﺕ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﻜﻠﻤﺎ ﺯﺍﺩﺕ ﺤﺩﺓ ﻫﺫﻩ ﺍﻻﻫﺘﺯﺍﺯﺍﺕ . ﺍﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻤﻜﻥ ﺍﺴﺘﺨﻼﺼﻬﺎ ﻤﻥ ﻜل ﻫﺫﺍ ،ﻫﻭ ﺃﻥ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻘﺩﻡ ﻟﺠﺴﻡ ،ﺴﻭﺍﺀ ﻜﺎﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ،ﺍﻟﺴﺎﺌﻠﺔ ﺃﻡ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ﺘﺴﻤﺢ ﺒﺯﻴﺎﺩﺓ ﺤﺩﺓ ﺤﺭﻜﺔ ﺍﻷﻓﺭﺍﺩ ﺍﻟﻤﻜﻭﻨﺔ ﻟﻪ. ) Ei( l ) Ei( gQ Q ) Ei( s ) Ei( l ﺝﺴــﻢ ﺝﺴــﻢ
ﺃﺴﺌﻠﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺫﺍﺘـﻲ ﺘﻤﺭﻴﻥ :1ﻤﺎ ﻫﻲ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﻟﻘﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ m = 50 gﻟﺭﻓﻊ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ ﻤﻥρ = ﻻزﻡﺔQ 20°Cﺇﻟﻰ . 150°Cﻨﻔﺭﺽ ﺃﻥ ﻤﺭﺩﻭﺩ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ = 60% ﻡﻘﺪﻡﺔQ ﺘﻤﺭﻴﻥ :2ﻤﺴﻌﺭﺤﺭﺍﺭﻱ ،ﻨﻔﺭﺽ ﺃﻨﻪ ﻤﻌﺯﻭل ﻁﺎﻗﻭﻴﺎ ﻭﻤﻴﻜﺎﻨﻴﻜﻴﺎ ،ﺴﻌﺘﻪ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻴﺔ µ =58,6 KJ/°Cﻴﺤﺘﻭﻱ ﻋﻠﻰﻜﺘﻠﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ . M = 150 gﻴﺤﺩﺙ ﺘﻭﺍﺯﻥ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﻟﻤﺎ ﺘﺼﺒﺢ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ = T1 . 19,2 °C– 1ﻨﻀﻴﻑ ﻟﻬﺫﻩ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ،ﻭﻫﻲ ﻤﺘﺯﻨﺔ ،ﻗﻁﻌﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ T2 = 70°Cﻭ ﻜﺘﻠﺘﻬﺎ . M1= 217 gﻤﺎ ﻫﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ Teﺍﻟﺘﻲ ﻴﺤﺩﺙ ﻓﻴﻬﺎ ﺘﻭﺍﺯﻥ ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻟﻠﺠﻤﻠﺔ. – 2ﻨﺄﺨﺫ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺍﻟﺴﺎﺒﻘﺔ ﻗﺒل ﺇﻀﺎﻓﺔ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ ،ﺜﻡ ﻨﻀﻴﻑ ﺇﻟﻴﻬﺎ ﻜﺘﻠﺔ M2 = 20 gﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﻤﺠﻤﺩ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ . – 3 °Cﻤﺎ ﻫﻲ ﺩﺭﺠﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺘﺯﻥ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ؟ﺍﻟﻤﻌﻁﻴﺎﺕ.Lf = 333 KJ/ mole، ce = 4185 KJ/ kg.°C ،cPb = 129,5 KJ/ kg.°C : ﺘﻤﺭﻴﻥ :3ﺘﻔﻜﻙ 1 moleﻤﻥ ﺍﻟﻨﺸﺎﺩﺭ ) NH4 (gﺇﻟﻰ ) 1 mole N (gﻭ ) 4 mole H ( gﻴﺘﻁﻠﺏ ﺘﻭﻓﻴﺭ ﻁﺎﻗﺔ ﺘﻘﺩﺭ ﺒـ . 1164 KJ / mole – 1ﺃﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ – 2ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ﻟﻠﺭﺍﺒﻁﺔ . C–H ﺘﻤﺭﻴﻥ :4ﻟﻜﻲ ﻴﺘﻔﻜﻙ 1 moleﻤﻥ ﻏﺎﺯ ﺍﻟﻤﻴﺜﺎﻥ ،CH4ﻭﻫﻭ ﻤﺄﺨﻭﺫ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ،ﺇﻟﻰ 1 moleﻤﻥ ﺍﻟﻔﺤﻡ ﻭ 4 moleﻤﻥ ﺍﻟﻬﻴﺩﺭﻭﺠﻴﻥ ،ﻫﻤﺎ ﺃﻴﻀﺎ ﻤﺄﺨﻭﺫﻴﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻴﺔ ﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻡ . 1648 KJ – 1ﺃﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ – 2ﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ﻟﻠﺭﺍﺒﻁﺔ ) .( C – H ﺘﻤﺭﻴﻥ :5ﻴﺘﻔﻜﻙ ﻏﺎﺯ CO2ﺇﻟﻰ ﻓﺤﻡ ) C(gﻭ ) . O(gﺨﻼل ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ ﻴﺤﺩﺙ ﺘﺤﻭﻴل ﺤﺭﺍﺭﻱ ﻴﻘﺩﺭ ﺒـ . 1608 KJ/ mole – 1ﺃﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺘﻔﻜﻙ.
– 2ﺒﻴﻥ ﺠﻬﺔ ﺍﻟﺘﺤﻭﻴل ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﻱ – 3ﻋﺭﻑ ﻭ ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺘﻭﺴﻁﺔ ﻟﻠﺭﺍﺒﻁﺔ . C = O ﺘﻤﺭﻴﻥ :6 ﻨﻘﻭﻡ ﺒﺤﺭﻕ ﺤﺠﻡ ، V = 500 litreﻤﻘﺎﺴﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺸﺭﻁﻴﻥ ﺍﻟﻨﻅﺎﻤﻴﻴﻥ ،ﻤﻥ ﻏﺎﺯ ﺍﻟﻤﻴﺜﺎﻥ. – 1ﺃﻜﺘﺏ ﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻹﺤﺘﺭﺍﻕ. – 2ﺃﺤﺴﺏ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﺤﻭﻟﺔ ﺃﺜﻨﺎﺀ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل . – 3ﻫل ﻫﺫﺍ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋل ﻤﺎﺹ ﺃﻭ ﻨﺎﺸﺭ ﻟﻠﺤﺭﺍﺭﺓ. – 4ﺇﻥ ﻨﺴﺒﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻨﺴﺘﻔﻴﺩ ﻤﻨﻬﺎ ﻤﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻻﺤﺘﺭﺍﻕ ﺘﻘﺩﺭ ﺒـ ، 37 %ﺘﺴﺘﻌﻤل ﻟﺘﺴﺨﻴﻥ ﻜﺘﻠﺔ ( m ) ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺘﻬﺎ ﺍﻻﺒﺘﺩﺍﺌﻴﺔ . T1 = 20 °Cﻋﻨﺩ ﻨﻬﺎﻴﺔ ﺍﻟﺘﺴﺨﻴﻥ ﺘﻜﻭﻥ ﺩﺭﺠﺔ ﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺎﺀ .T2 = 70°Cﺍﺴﺘﻨﺘﺞ ﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺎﺀ ) ( mﺍﻟﺘﻲ ﻗﻤﻨﺎ ﺒﺘﺴﺨﻴﻨﻬﺎ.
ﺃﺠﻭﺒـــﺔ ﺍﻟﺘﺼﺤﻴﺢ ﺍﻟﺫﺍﺘﻲ ﺘﻤﺭﻴﻥ :1 ﻨﺒﺤﺙ ﺃﻭﻻ ﻋﻠﻰ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺴﺘﻔﻴﺩ ﻤﻨﻬﺎ ﺍﻟﺤﺩﻴﺩ ﻓﻲ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺒﺘﻁﺒﻴﻕ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ﺤﺩﻴﺩ ﻨﺠﺩ: ∆E =E2 – E1= ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 – E1 = 0 + 0 + ∆Ei= 0 + Q + 0 + 0 ) = m.c. (Tf –Tiاﻻزﻡﺔ∆E = E2 – E1 = ∆Ei= Q = 0.05x452(150 – 20) = 2938 KJاﻻزﻡﺔ ∆Ei= Q ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺤﺭﺍﺭﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﺠﺏ ﺘﻘﺩﻴﻤﻬﺎ ﺘﻜﻭﻥ:ﻡﻘﺪﻡﺔQ = أﻻزﻡﺔQ = 4896 ,7 KJ 0,6 ﺘﻤﺭﻴﻥ :2 ﺒﺎﺴﺘﻌﻤﺎل ﻗﺎﻨﻭﻥ ﻤﺒﺩﺃ ﺍﻨﺤﻔﺎﻅ ﺍﻟﻁﺎﻗﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﻤﻠﺔ ) ﻤﺴﻌﺭ +ﻤﺎﺀ +ﻗﻁﻌﺔ ﺍﻟﺭﺼﺎﺹ( :∆E = E2 − E1 = ∆Ec + ∆Ep + ∆Ei = Wm + Q + Er + We ∆E = E2 − E1 = 0 + 0 + ∆Ei = 0 + 0 + 0 + 0 + ( ∆Eth )Pb = 0ﻡﺎء) + ( ∆Ethﻡﺴﻌﺮ) ∆Ei = 0 ⇒ ( ∆Ethµ( Te − T1 ) + M .ce .( Te − T1 ) + M 1 .cPb ( Te − T2 ) = 0Te = T1( µ + M .ce ) + M 1 .cPb .T2 ) ( µ + M .ce + M 1 .cPb
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- 147
- 148
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- 157
- 158
- 159
- 160
- 161
- 162
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- 176
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- 200
- 201
- 202
- 203
- 204
- 205
- 206
- 207
- 208
- 209
- 210
- 211