iMadrassa

الطافة الداخلية

I المركبة الحرارية للطاقة الداخلية $$E_i$$
  1.  خذ قطعة من سلك معدني ثم حك أحد أطرافه على سطح خشن لمدة كافية أنظر الشكل-1-.
  2.  المس بحذر بيدك طرف السلك قبل وبعد عملية الحك، ماذا تلاحظ؟
  3.  هل تغيرت الطاقة الداخلية للسلك بعد عملية الحك؟ لماذا؟
  4.  مثل الحصيلة الطاقوية للسلك بين بداية ونهاية الحك.
  5.  أعط تفسيرا على المستوى المجهري لتغير الطاقة الداخلية للسلك .

تقويم :

يدل ......درجة حرارة الجملة على تغير........ 

.
 ارتفاع الطاقة ..........للجملة ناتج عن ........الطاقة .........المجهرية لجسيمات الجملة .
يقاس هذا التغير في ..........الداخلية بقيمة....... الحرارة
بين الجملة والوسط الخارجي  .

  1.  نلاحظ ارتفاع درجة حرارة السلك.
  2.  تغيرت الطاقة الداخلية للسلك بسبب ارتفاع درجة حرارته.              
  3.  الحصيلة الطاقوية.        
  4.  عند ممارسة عملية الحك(تحويل ميكانيكي) تكتسب جزيئات السلك طاقة حركية، تنتقل هذه الطاقة للجزيئات المجاورة لها وبعد مدة نحصل على توازن حراري.  
  5.  بعد مرور بضع ثواني على الحك نلاحظ تعادل درجة حرارة السلك . إن الجسيمات المكونة للسلك الموجودة عند طرفه اكتسبت طاقة حركية نتيجة الاحتكاك مع السطح الخشن , هذه الجزيئات تقدم جزاء من طاقتها الحركية إلى الجسيمات القريبة منها وبدورها هذه الاخيرة تحول جزاء من طاقتها إلى التي تقربها وهكذا يستمر التحويل إلى أن تصبح لكل الجزيئات , في المتوسط, نفس الطاقة الحركية وتصبح لكل نقطة من السلك نفس درجة الحرارة .نقول في هذه الحالة أن الجملة (سلك)في حالة اتزان حراري .                                             

تقويم :

يدل ارتفاع درجة حرارة الجملة على تغير الطاقة الداخلية 

.
ارتفاع الطاقة الداخلية للجملة ناتج عن زيادة الطاقة الحركية المهجرية لجسيمات الجملة .
 يقاس هذا التغير في الطاقة الداخلية بقيمة التحويل الحرارة
بين الجملة والوسط الخارجي .

1 العوامل التي يتعلق بها التحويل الحراري
أ علاقة التحويل الحراري بتغير درجة الحرارة

أ - ضع كمية من ماء بارد

مثلا درجة حرارته
في وعاء وأضف له نفس الكمية من ماء ساخن درجة حرارته 
.
اعتبر الجملة المكونة من كميتي الماء شبه معزولة حراريا أي نهمل التحويل الحراري الذي يحدث مع الوسط الخارجي(المحيط + الوعاء).

  1. مثل الحصيلة الطاقوية للماء البارد بين الحالتين الابتدائية والحالة النهائية.
  2. ماذا يمثل التحويل الحراري
    بين الماء البارد و الماء الساخن؟
  3. هل يمكن تقدير درجة حرارة الجملة عند التوازن الحراري في هذه الحالة؟
  4. قس درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري. ماذا تلاحظ؟
  5. استنتج الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية.

ب- أعد التجربة بأخذ نفس كمية الماء البارد السابقة 

ثم أضف لها نفس الكمية من ماء ساخن درجة حرارته
. اعتبر الجملة المكونة من كميتي الماء معزولة حراريا.

  1. قس درجة حرارة الجملة عند التوازن الحراري في هذه الحالة، هل لها نفس القيمة السابقة؟
  2. استنتج الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية.
  3. مثل الحصيلة الطاقوية للماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية.
  4. هل قيمة التحويل الحراري
    هي نفس القيمة السابقة؟
  5.  بماذا تتعلق قيمة التحويل الحراري؟
  • الإجابة أ
  1. الحصيلة الطاقوية(الشكل 1):
  2.  يمثل التحويل الحراري
    بين الماء البارد و الماء الساخن   التغير في الطاقة الداخلية.
  3. يمكن تقدير درجة حرارة الجملة عند التوازن الحراري في هذه الحالة  لأن كمية المادة متساوية
      ومنه 
  4. درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري 
      
  5.  الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية  
     
  • الإجابة ب
  1.  درجة حرارة الجملة عند التوازن الحراري في هذه الحالة
      تختلف عن القيمة السابقة
    .
  2.  الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية 
        
  3.  الحصيلة الطاقوية للماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية (الشكل 2)
  4.  قيمة التحويل الحراري
    تختلف عن القيمة السابقة.
  5.  تتعلق قيمة التحويل الحراري بالفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية و الحالة النهائية.
ب علاقة التحويل الحراري بكمية المادة (الكتلة)

اعد التجربة وخذ نفس كمية الماء البارد في نفس درجة الحرارة 

وأضف لها ضعف الكمية من الماء الساخن درجة حرارته 

  1. هل يكون للجملة نفس درجة حرارة التوازن السابقة( الجزء أ)؟
  2.  قس درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري. ماذا تلاحظ؟
  3.  استنتج الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية.
  4.  مثل الحصيلة الطاقوية للماء البارد بين الحالتين الابتدائية والحالة النهائية.
  5. قارن بين قيمة التحويل الحراريQ لهذا النشاط وقيمته في النشاط - 1-الجزء أ.
  1. لا يكون للجملة نفس درجة حرارة التوازن السابقة( الجزء أ).
  2.  درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري
      .
  3.  الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية  
  4.  الحصيلة الطاقوية للماء البارد بين الحالتين الابتدائية والحالة النهائية.
  5.  قيمة التحويل الحراري
    لهذا النشاط وقيمته في النشاط1(الجزء أ)  مختلفة لاختلاف
    في الحالتين.
ت علاقة التحويل الحراري بنوع المادة

اعد التجربة وخذ نفس كمية الماء البارد في درجة الحرارة

  وأضف لها نفس الكمية لسلك من النحاس
  في درجة الحرارة
.
(اقترح طريقة عملية تمكنك من أن تجعل السلك في هذه الدرجة).

  1.  قس درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري في هذه الحالة.هل يكون للجملة نفس درجة حرارة التوازن السابقة ( الجزء أ)؟
  2.  استنتج الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية.
  3.  بماذا تتعلق قيمة التحويل الحراري؟

تقويم:

تتعلق قيمة الطاقة المحولة

بين كميتين من المادة بـ.........و............كل مادة و............بين.......... الحرارة... ..........و...........لكل مادة تفقد أو تستقبل.............. بتحويل حراري
حيث.......... هذا التحويل ......... في الطاقة الداخلية لكل مادة :
.

-الطريقة العملية : نضع سلك النحاس في حمام مائي درجة حرارته 

.

  1.  درجة حرارة الماء بعد التوازن الحراري في هذه الحالة هي
    . تختلف عن درجة حرارة التوازن السابقة الجزء أ.
  2.  الفرق في درجة حرارة الماء البارد بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية
  3.  تتعلق قيمة التحويل الحراري بطبيعة ونوع المادة المستقبلة أو الفاقدة لهذا التحويل
    للحصول على توازن الجملة.

تقويم
تتعلق قيمة الطاقة المحولة

بين كميتين من المادة ب كتلة ونوع كل مادة و الفرق بين درجة الحرارة الابتدائية والنهائية لكل مادة تفقد أو تستقبل الطاقة بتحويل حراري
 
حيث يساوي هذا التحويل التغير في الطاقة الداخلية لكل مادة
.

2 عبارة التحويل الحراري Q
أ عبارة المركبة الحرارية للطاقة الداخلية

اعتمادا على التحليل السابق، تكون قيمة التحويل الحراري

  الذي يجعل درجة حرارة الجسم الذي كتلته
تتغير بمقدار
( التحويل الحراري) الذي يحدث تغيرا في المركبة الحرارية للطاقة الداخلية بمقدار
  هي:

يمكن تعريف المقدار

على أساس السعة الحرارية ووحدتها في جملة الوحدات الدولية Joule /c  وتصبح بذلك عبارة التغير في المركبة الحرارية للطاقة الداخلية على الشكل التالي:

3 الحرارة الكتلية (السعة الحرارية الكتلية)

اعتمادا على الدراسات السابقة يمكن تعريف الحرارة الكتلية لجسم صلب أو سائل و غاز كما يلي :
الحرارة الكتلية لجسم صلب أو لسائل: هي كمية الحرارة اللازم تقديمها له لرفع درجة حرارة

  منه بـ
. يرمز لها بـ
ووحدتها في جملة الوحدات الدولية هي
.
يمثل الجدول التالي قيم السعة الحرارية الكتلية
لبعض الأجسام.

الجسم

c ( Joule/ Kg.°C)

 

الجسم

c ( Joule/ Kg.°C)

الجليد

2100

 

البترول

2100

الألمنيوم

902

 

الماء

4185

الحديد

452

 

الإيثانول

2424

النحاس

385

 

حمض الإيثانويك

2058

الفضة

236

 

ثنائي الهيدروجين

14420

الرصاص

129,5

 

بخار الماء

1867

  •     ومنه  
       الجسم استقبل طاقة

       ومنه  
   الجسم فقد طاقة

 

  • السعة الحرارية لجملة تحتوي على عدة أجسام هي مجموع السعات الحرارية الكتلية للأجسام 
      أي:  
        
4 الإحساسات المدركة عند لمس الأجسام

 خذ قطعتين واحدة من خشب والأخرى من معدن (حديد، ألمنيوم....) وضعها على طاولة لمدة كافية حتى تصبح لها درجة حرارة الغرفة.  

  •  المس القطعتين بيديك. ماذا تلاحظ؟
  •  ماهي القطعة التي أحسست أنها أبرد من الأخرى؟

لو وضعنا قطعة من الجليد فوق كل قطعة من القطع السابقة (الخشب أوالمعدن) والتي لها نفس درجة الحرارة . حسب رأيكم هل تنصهر قطعة الجليد بنفس السرعة أو بسرعة مختلفة؟

  • عند إجراء التجربة نجد أن سرعة انصهار الجليد فوق المعدن هي الأكبر.
  • نلاحظ اختلاف في درجة حرارة القطعتين.
  • قطعة المعدن هي الابرد.
  •  توقع درجة حرارة منخفضة للمعدن ما بين 0°c و 5°c بينما سوف يعطون درجة حرارة اكبر للخشب ما بين 25°c و 37°c .

ماهي الطريقة للتأكد من النتائج؟

باستعمال محرار مناسب يجد التلاميذ أن كل القطع لها نفس درجة الحرارة  وهي درجة حرارة القاعة التي تمت فيها الدراسة.

  • كل الأشياء(الساكنة) المتواجدة في نفس الحجرة لمدة طويلة نسبيا لها نفس درجة الحرارة وهي درجة حرارة الحجرة.
  •  لكي تنصهر قطعة الجليد يجب أن تتلقى القطعة نفس كمية الطاقة. تمنح هذه الطاقة من المادة التي وضعنا فوقها قطعة الجليد .وبما أن قطعة الجليد الموضوعة فوق المعدن تنصهر بسرعة اكبر .هذا يعني أن المعدن يمنح الجليد الطاقة اللازمة بسرعة اكبر من الخشب .

تختلف سرعة التحويل الحراري من مادة إلى أخرى.

II فعل جول

هو التحويل الحراري الذي يرافق بمرور تيار كهربائي في ناقل.

1 التحقق من قانون جول

نحقق التركيب المبين في الشكل-2- المكون من: - مسعر حراري ولواحقه - معدلة  كهربائية- امبير متر- فولط متر- سلك مقاومة لتسخين الماء.

  1.  ضع كمية من ماء كتلته 
    في المسعر الحراري وقس درجة الحرارة الابتدائية.
  2.  أغلق القاطعة وقس الزمن اللازم لرفع درجة حرارة الماء داخل المسعر بعشر درجات مئوية
    .
  3. قس في نفس الوقت شدة التيار المارة في المقاومة وفرق الكمون بين طرفيها.
  4. غير في شدة التيار وذلك بتغيير قيمة مقاومة المعدلة وقس شدة التيار وفرق الكمون والزمن اللازم لرفع درجة حرارة الماء داخل المسعر بعشر درجات مئوية
    .
  5.  كرر العملية عدة مرات بتغيير شدة التيار ثم دون نتائجك في الجدول التالي:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 ا-  اكتب عبارة الطاقة المكتسبة من الماء.
ب- اكتب عبارة الطاقة الكهربائية المحولة إلى المقاومة.
ج - باعتبار المسعر معزول حراريا وان المقاومة تحول كل طاقتها الكهربائية التي تستقبلها
   - .اكتب معادلة انحفاظ الطاقة.
د- هل نتائج الجدول تحقق قانون جول؟

  • تقويم :

عندما يعبر.......مقاومة......هذه الأخيرة طاقة......... وتحولها كاملة إلى..........على شكل تحويل......تدعى الظاهرة التي تصحب مرور.......في ناقل أو مقاومة........  ..........

  1.  الزمن اللازم لرفع درجة حرارة الماء داخل المسعربعشر درجات مئوية
    هو
     
  2.  شدة التيار المارة في المقاومة وفرق الكمون و الزمن اللازم لرفع درجة حرارة الماء داخل المسعر بعشر درجات مئوية 
    :  
      ;
        , المقاومة  
    .
  3. 25

    100

    0,5

    25

    25,0

    1,0

    25

    11,1

    1,5

    25

    6,25

    2,0

ا- عبارة الطاقة المكتسبة من الماء  


ب- عبارة الطاقة الكهربائية المحولة إلى المقاومة  

ج- معادلة انحفاظ الطاقة   
أي ان     
 
 د- التحقق من قانون جول:
    - 
 
    -  

 اذا:   
  نتائج التجربة تحقق قانون جول.

  • تقويم :

عندما يعبر تيار مقاومة كهربائية يكون لهذه الأخيرة طاقة كهربائية وتحولها كاملة إلي الوسط الخارجي على شكل تحويل حراري تدعى الظاهرة التي تصحب مرور تيار في ناقل أو مقاومة بفعل جول.

يعتبرفعل جول مفيدا وهذا ما يحدث في المسخن الحراري والمكواة وغير مفيد مثلا في أسلاك التوصيل.

أ مركبة الطاقة الداخلية المنسوبة للحالة الفيزيائية- الكيمائية

 الأدوات و المواد المستعملة: قطعة جليد + ميزان حساس+ ميقاتية + وعاء معدني+محرار.
 عندما يحدث تغير في الحالة الفيزيائية لجملة يرافقه امتصاص او فقدان طاقة نتيجة تغير في التأثير المتبادل بين جسيمات المادة.أثناء التحولات الكيميائية يمكن للجملة أن تكون ماصة أو ناشرة للطاقة ، في الحالتين تعتبر الطاقة المحولة عبارة عن تغير في الطاقة الداخلية للمادة.
تتعلق حالة المادة بشدة التأثير المتبادل بين هذه الجسيمات ،نميز نوعين من التأثيرات:

  1.  تأثيرات بين الجزيئات ينتج عنه طاقة التماسك.
  2.  تأثيرات بين الذرات المكونة للجزيئات ينتج عنه طاقة الرابطة الكيميائية .
2 طاقة التماسك(التحول الفيزيائي)

خذ قطعة من جليد وضعها داخل وعاء معدني فيه كمية من ماء بارد درجة حرارته تقارب

.راقب لمدة كافية باستعمال محرار درجة حرارة الجملة(كمية الماء قطعة الجليد والوعاء).

  1. هل الجملة معزولة حراريا؟.
  2. قس باستعمال ميقاتيه مدة ذوبان الجليد.
  3. هل درجة حرارة الجملة تغيرت مدة ذوبان الجليد.
  4. هل الجملة اكتسبت طاقة من الوسط الخارجي مدة ذوبان الجليد.
  5.  إذا كان الجواب نعم، ماهو اثر الطاقة المكتسبة على الجملة؟
  1. لا الجملة ليست معزولة حراريا.
  2. مدة ذوبان الجليد t =.....S  .
  3. لا درجة حرارة الجملة لم تغيرمدة ذوبان الجليد وبقيت ثابتة
    .
  4. نعم الجملة اكتسبت طاقة من الوسط الخارجي مدة ذوبان الجليد.
  5. يظهر اثر الطاقة المكتسبة من طرف الجملة في التحول الفيزيائي للماء من حالة صلبة الحالة سائلة حيث تصبح الجزيئات ضعيفة الارتباط وبالتالي تزداد الطاقة الحركية المجهرية لها.

تمتص قطعة الجليد تحويلا حراريا من الوسط الخارجي حتى تتحول من قطعة الجليد عند درجة حرارة  

الى ماء سائل عند نفس درجة الحرارة.

اعد التجربة السابقة بأخذ كتل مختلفة للجليد السابقة

.

  1.  قس مدة ذوبان الجليد
  2.  قارن هذه المدة مع مدة ذوبان الجليد في تجربة النشاط -1- ماذا تستنتج؟.
  3.  في رأيك هل قيمة التحويل الحراري في النشاط اكبر من قيمة التحويل في النشاط -1- لماذا؟
  1. تزداد مدة ذوبان الجليد بزيادة الكتلة.
  2. المدة الزمنية لذوبان الجليد اكبر من المدة الزمنية في النشاط-1-. نستنتج ان الكتلة تتناسب طردا مع مدة التحويل الحراري وبتالي مع قيمة التحويل الحراري.
  3. قيمة التحويل الحراري في هذا النشاط اكبر من قيمة التحويل في النشاط -1- لان التحويل الحراري يتناسب طردا مع كتلة المادة المستقبلة .
  • تتناسب مدة الذوبان مع كتلة قطعة الجليد. بما ان التحويل الحراري المتبادل بين الجليد والوسط الخارجي متناسب مع الزمن نستنتج ان قيمة التحويل  الحراري اللازم لذوبان قطعة الجليد متناسب مع كتلتة .
  • يمثل التحويل الحراري المرافق لذوبان قطعة الجليد الطاقة اللازمة لتلاشي الروابط التي كانت تتماسك بها جزيئات الماء. تـدعـى هذه الطاقة طــاقـة الـتماسك.
أ عبارة التحويل الحراري Q في حالة تغير الحالة الفيزيائية للمادة

يتطلب تغير الحالة الفيزيائية لجسم نقي كتلته

عند درجة حرارة ثابتة، تحويلا حراريا 
عبارته :  
.

  • :التحويل الحراري بالجول (J).
  • : كتلة الجسم بالكيلوغرام kg .
  • : السعة الكتلية لتغير الحالة (J/kg) يتعلق بنوع المادة وتغيرات الحالة الفيزيائية( انصهار أو تبخر ).
ب التحويلا ت الحرارية لتغير الحالة الفيزيائية للمادة
  1. الانصهار(Fusion): تحول ماص للحرارة (اكتساب طاقة)  
    .     
  2.  التجمد  (Solidification) : تحول ناشر للحرارة (فقد طاقة)   
    .   
  3.  التبخر  (Vaporisation) : تحول ماص للحرارة (اكتساب طاقة) 
    .
  4.  التمييع (Liquéfaction)  : تحول ناشر للحرارة. (فقد طاقة)   
    .
ت التفسير المجهري لتغير الحالة الحرارية المرافقة لتحويل فيزيائي

في الغازات يزداد 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 فان هذا الأخير يمد الوسط الخارجي طاقة على شكل حرارة لان سرعة جزيئاته تتناقص. في السوائل رغم أن الجزيئات تكون متراصة مع بعضها البعض إلا أنها تتحرك وتهيم في كل الاتجاهات وتتزايد هذه الحركة مع تزايد درجة الحرارة. أما في الأجسام الصلبة الإفراد المكونة لهذا الجسم تشغل مواقع محددة ولكنها تهتز حول هذه المواقع.كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما زادة حدة هذه الاهتزازات.

  •  الحرارة التي تقدم لجسم سواء كان في الحالة الغازية , السائلة أو الصلبة تسمح بزيادة في حدة حركة الأفراد المكونة له.
  •  تغير الحالة الفيزيائية هي تغير شدة طاقة التماسك بين الجسيمات.
3 طاقة الرابطة الكيمائية
تعيين طاقة الربط الكيميائية لوقود قداحة
  1. ضع كتلة
    من ماء في علبة من الألمنيوم.
  2.  خذ قداحة تحتوي على كمية من وقود(مادة البوتان
    ) وعلم المستوى الابتدائي
    للوقود الموجود داخلها. استعمل هذه القداحة لتسخين الكمية السابقة من الماء.
  3. استعمل محرار لقياس درجة الحرارة الابتدائية
    للماء قبل التسخين ودرجة الحرارة النهائية
    بعد التسخين (مدة التسخين حوالي دقيقة).
  4. عين على القداحة المستوى النهائي
      للوقود.
  5.  قدر كمية الوقود لتسخين الماء (يمكن معايرة خزان القداحة).
  6. لماذا تستعمل وعاء من الألمونيوم؟
  7. مثل الحصيلة الطاقوية للجملة (ماء) بين بداية التسخين و نهايته.
  8.  احسب الطاقة المكتسبة من الماء علما أن السعة الكتلية للماء تساوي
    .
  9.  استنتج الطاقة
    التي تحرر عن احتراق كتلة
    من الوقود علما أن الكتلة الحجمية لوقود القداحة
      .
  10. الطاقة المكتسبة من الماء أقل من الطاقة المحررة من احتراق الوقود، أي أن قيمة طاقة الرابطة الكيميائية
    التي وجدتها في التجربة أقل من القيمة الحقيقية. لماذا؟
  • تقويم:

يمثل .......... الحراري ......... لاحتراق الوقود(البوتان

) الطاقة اللازمة لتغيير ......... الكيميائية، نتيجة التفاعل بين ........ ، حيث تقطع روابط وتتكون أخرى.
يعتبر هذا التحويل عن طاقة الرابطة الكيميائية

  1.  التغير في درجة الحرارة خلال مدة التسخين 
    .
  2.  كمية الوقود لتسخين الماء
      .
  3. نستعمل  وعاء من الألمنيوم لتسهيل انتقال الحرارة من القداحة إلى الماء وخفض الضياع  الطاقوي.
  4.  الحصيلة الطاقوية للجملة (ماء)        
  5.  الطاقة المكتسبة من الماء علما ان السعة الكتلية للماء  تساوي  
    ;  
      ;

  1. الطاقة
    التي تحرر عن احتراق كتلة
    من الوقود
      .

 الكتلة الحجمية لوقود القداحة


لدينا
  بإهمال الطاقة غير المفيدة
اذا  

عند معايرة القداحة نجد ان الوقود المستهلك هو

كتلة الوقود المستهلك هي:
  
والطاقة المحررة لهذا الكمية هي:  

   
الوقود

    
الوقود
   
     
طاقة الرابطة المحررة لاحتراق 1g من الوقود :
            

  1. الطاقة المكتسبة من الماء اقل من الطاقة المحررة من احتراق الوقود ,أي أن قيمة الطاقة الرابطة الكيميائية
    التي وجدتها في التجربة اقل من القيمة الحقيقية.لأنه هناك ضياع طاقوي ومنه
    .
  • تقويم:

يمثل  التحويل  الحراري أللازم لاحتراق الوقود(البوتان

الطاقة اللازمة لتغيير الحالة الكيميائية، نتيجة التفاعل بين .الذرات. ، حيث تقطع روابط وتتكون أخرى.

يعتبر هذا التحويل عن طاقة الرابطة الكيميائية

أ التفسير المجهري لتغير الحالة الحرارية المرافقة لتحويل كيميائي

تتغير الروابط الكيميائية، نتيجة التفاعل بين الذرات حيث تقطع روابط وتتكون روابط أخرى مما يحث تغييرا في مخزون الطاقة الكامنة الميكروسكوبية للجملة، تدعى هذه الطاقة –طاقة الرابطة الكيميائية- وتساوي قيمتها قيمة التحويل الحراري الذي يحدث.
الشكل يمثل التغييرات الميكروسكوبية التي ترافق تحرير الطاقة عند احتراق غاز الميثان

ب تعيين طاقة التماسك ومقارنتها مع طاقة الرابطة الكيميائية

ضع كمية من الماء كتلتها 

في علبة من مادة الألمنيوم وسخنها حتى درجة حرارة الغليان ثم بوزن هذه الكمية وبعدها مباشرة أشعل القداحة وضعها تحت العلبة (الشكل) انتظر دقيقة أو دقيقتين حتى تتبخر كمية الماء. اعد وزن الماء المتبقي في العلبة.

  1.  حدد كتلة الماء المتبخر.
  2. اقترح طريقة لقياس كتلة الوقود المحترق من القداحة.
  3.  أنجز الحصيلة الطاقوية.
  4. هل يمكن تقدير، باستعمال نتائج النشاط السابق الطاقة الحرارية التي اكتسبتها كمية الماء المتبخر.
  5. استنتج الطاقة الحرارية التي تكتسبها كتلة 
    من الماء لكي يتبخر
  6. قارن بين هذه القيمة وقيمة طاقة الرابطة الكيميائية لوقود القداحة
    . ماذا تستنتج؟
  1. كتلة الماء المتبخر 
  2. نزن القداحة قبل وبعد عملية التسخين فنحصل على كتلة الوقود المحترق من القداحة.
  3. لدينا مما سبق (النشاط السابق) :


الطاقة المتحررة
لاحتراق
من الوقود الموافقة لتبخر
  من الماء وذلك بإهمال
 
  

  1.  الطاقة الحرارية الكيميائية التي تكتسبها كتلة 
    من الماء لكي يتبخر
       هي السعة الكتلية للتبخر.
  2.  طاقة الرابطة الكيميائية لوقود القداحة 

السعة الكتلية للتبخر  

وهي طاقة التماسك
لنفس كمية الماء
 

  • إذا تزايد مخزون الطاقة الكامنة الميكروسكوبية للجملة يكون التحويل الكيميائي ماص للحرارة.
  • إذا تناقص مخزون الطاقة الكامنة الميكروسكوبية للجملة يكون التحويل الكيميائي ناشرللحرارة.           

تبين نتائج النشاطات أن الطاقة الكامنة المخزنة في المادة اللازمة  لتماسك مجموعة من الذرات  في الجزيئات تفوق عشر أضعاف الطاقة اللازمة لتماسك مجموعة من الجزيئات اي  طاقة الرابطة الكيميائية

تعادل عشرة أضعاف طاقة التماسك
.


قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.