المناهج الدراسية
الصف الثاني الإعدادي
العلوم
0/78
الرياضيات
0/103
نص الدرس
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة
الطاقة الداخلية
الطاقة الداخلية
الطاقة الداخلية←للمادة هي مجموع طاقتي الحركة والوضع لجميع جزيئاتها. ويعني ذلك أن كل جزيء له طاقة حركة بسبب تحركه أو اهتزازه، وله طاقة وضع بسبب قوى التجاذب بينه وبين الجزيئات المجاورة له.
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| طاقة الحركة | الطاقة التي تكتسبها الجزيئات بسبب حركتها أو اهتزازها | الطاقةتكتسبهاالجزيئاتبسبب |
| طاقة الوضع |
| الطاقةالمرتبطةبموضعالجزيئات |
| • |
| وتزدادالطاقةالداخليةمادة |
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 1 / 7
درجة الحرارة ومتوسط طاقة الحركة
درجة الحرارة ومتوسط طاقة الحركة
- درجة الحرارة مقياس لمتوسط طاقة حركة جزيئات المادة. فإذا ارتفعت درجة الحرارة، زاد متوسط طاقة حركة الجزيئات، والعكس صحيح.
- تقاس درجة الحرارة بمقياس سلسيوس بالدرجة °C، وفي الحسابات العلمية نستخدم مقياس كلفن بالوحدة K، وتعطى العلاقة:
- T (K) = t (°C) + 273
| درجة الحرارة بمقياس سلسيوس | درجة الحرارة بمقياس كلفن |
|---|---|
| 0 °C | 273 K |
| 27 °C | 300 K |
| 100 °C | 373 K |
- ولا تعتمد درجة الحرارة على عدد الجزيئات
- فالكوب الصغير من الماء المغلي له نفس درجة حرارة الإناء الكبير المملوء بالماء المغلي.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 2 / 7
الفرق بين الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة
الفرق بين الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة
| وجه المقارنة | الطاقة الداخلية | درجة الحرارة |
|---|---|---|
| التعريف | مجموع طاقتي الحركة والوضع لكل الجزيئات | مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات |
| تعتمد على كتلة المادة؟ | نعم، تزيد بزيادة عدد الجزيئات | لا تعتمد على الكتلة |
| وحدة القياس | الجول (J) | سلسيوس (°C) أو كلفن (K) |
مثال←إناء كبير به 5 kg من الماء درجة حرارته 50 °C، له طاقة داخلية أكبر من كوب به 0.2 kg من الماء درجة حرارته 80 °C، لأن الإناء يحتوي على عدد أكبر كثيراً من الجزيئات، رغم أن الماء في الكوب أعلى في درجة الحرارة.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 3 / 7
الحرارة النوعية وكمية الحرارة
الحرارة النوعية وكمية الحرارة
- الحرارة النوعية لمادة هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 kg منها بمقدار 1 °C. وتختلف الحرارة النوعية من مادة إلى أخرى، فالماء له حرارة نوعية كبيرة (4200 J/(kg·°C))، ولذلك يحتاج إلى حرارة كبيرة ليسخن، ويبرد ببطء.
- تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة من القانون:
- Q = m × c × ΔT
- Q كمية الحرارة بالجول (J).
- m الكتلة بالكيلوجرام (kg).
- c الحرارة النوعية بوحدة J/(kg·°C).
- ΔT الفرق بين درجة الحرارة النهائية والابتدائية.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 4 / 7
أمثلة محلولة
أمثلة محلولة
المثال الأولما كمية الحرارة اللازمة لتسخين 2 kg من الماء من 20 °C إلى 45 °C؟ علماً أن c للماء = 4200 J/(kg·°C).
الحلΔT = 45 − 20 = 25 °C
Q = 2 × 4200 × 25 = 210000 J = 210 kJ
المثال الثانيقطعة من الحديد كتلتها 0.5 kg، ترتفع درجة حرارتها من 20 °C إلى 120 °C. احسب كمية الحرارة المكتسبة، علماً أن c للحديد = 450 J/(kg·°C).
الحلΔT = 120 − 20 = 100 °C
Q = 0.5 × 450 × 100 = 22500 J = 22.5 kJ
- نلاحظ أن الحديد يحتاج إلى حرارة أقل بكثير من الماء لتسخين الكتلة نفسها بالمقدار نفسه، لأن حرارته النوعية أصغر.
- المثال الثالث تحويل درجة الحرارة 27 °C إلى كلفن: T = 27 + 273 = 300 K. وإذا ارتفعت درجة حرارة الغرفة من 27 °C إلى 127 °C، فإن درجتها بمقياس كلفن تنتقل من 300 K إلى 400 K.
تجربة بسيطة←خلط كوب من الماء الساخن مع كوب من الماء البارد. تنتقل الحرارة من الماء الساخن إلى البارد حتى تتساوى درجتا الحرارة تقريباً، وهذا يبين أن الحرارة تنتقل دائماً من الجسم الأعلى في درجة الحرارة إلى الأقل.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 5 / 7
أخطاء شائعة
أخطاء شائعة
| وجه المقارنة | الفكرة الأساسية | كلمات مفتاحية |
|---|---|---|
| الخطأ | الاعتقاد بأن الجسم الذي درجة حرارته أعلى له طاقة داخلية أكبر دائماً. الصحيح: الطاقة الداخلية تعتمد أيضاً على الكتلة وعدد الجزيئات | الاعتقادالجسمدرجةحرارته |
| الخطأ |
| الاعتقاددرجةالحرارةتزداد |
| الخطأ |
| نسيانتحويلالجرامكيلوجرام |
| الخطأ | الاعتقاد بأن الحرارة تنتقل من البارد إلى الساخن. الصحيح: الحرارة تنتقل تلقائياً من الأعلى درجة إلى الأقل درجة | الاعتقادالحرارةتنتقلالبارد |
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 6 / 7
ملخص الدرس
ملخص الدرس
- الطاقة الداخلية هي مجموع طاقتي الحركة والوضع لجزيئات المادة.
- درجة الحرارة مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات، ولا تعتمد على الكتلة.
- الحرارة النوعية لمادة هي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 kg منها 1 °C.
- كمية الحرارة تحسب من Q = m × c × ΔT.
- T (K) = t (°C) + 273.
الطاقة الداخلية ودرجة الحرارة · 7 / 7
أحسنت! أنهيت هذا الدرس
ماذا تريد أن تفعل الآن؟