Transcript الحرارة وتغير الحالة

‫تخضع جميع المواد لتغير في حالتها عند امتصاصها‬
‫أو فقدانها كمية محددة من الطاقة‪.‬‬
‫مثال ‪:‬‬
‫ تختلف درجات الحرارة التي تغير حالة المواد باختالف‬‫المادة ‪ ،‬ما السبب ؟‬
‫ج‪ -‬بسبب العالقة بين جزئيات المادة وترابطها ‪.‬‬
‫الدرس (‪ : )1-2‬التبخر والتكثف‬
‫ماهي درجة الحرارة ؟‬
‫ما سبب شعور الفرد بالقشعريرة عند خروجه للهواء بعد‬
‫االستحمام؟‬
‫هل التبخر عملية تبريد ؟ وهل التكثف عملية تسخين ؟‬
‫ما سبب برودة المياه داخل الجرة‬
‫رغم ان الجو حار ؟‬
‫ّ‬
‫التبخر‪ :‬هو عملية تغير من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية‬
‫عند ارتفاع درجة الحرارة ‪.‬‬
‫‪ ‬يحدث دائماً عند سطح أي سائل ‪.‬‬
‫‪ ‬تختلف درجة الحرارة التي تتبخر عليها السوائل باختالف‬
‫نوعها ‪.‬‬
‫‪ ‬مثالً ‪ :‬الكحول يتبخر أسرع من الماء ألن جزيئات الكحول‬
‫تملك قوى جذب ضعيفة ‪.‬‬
‫‪ ‬التبخر له تأثير التبريد ‪.‬‬
‫علل ‪ :‬يشعر شخص جسمه متعرق باالنتعاش‬
‫في جو جاف أكثر منه في جو رطب ‪.‬‬
‫ج‪ :‬ألن الجو الرطب يكون معدل بخار الماء‬
‫في الهواء مرتفعا ً ويسبب وجود الكثير من‬
‫جزئيات الماء في الهواء تواجه جزيئاته الماء‬
‫على سطح الجسم المتعرق صعوبة في التبخر‬
‫بالتالي ال تنخفض درجة حرارة الجسم أثر‬
‫التبريد الذي يرافق عملية التبخر بالتالي ال‬
‫يتمكن الجسم من تبريد نفسه بشكل فعال‪.‬‬
‫التكثف‪ :‬هو تحول المادة من غاز إلى سائل وهي‬
‫عملية عكسية للتبخر عند اصطدام جزئيات بخار الماء‬
‫مع جزئيات بطيئة الحركة موجودة على سطح الكوب‬
‫فتفقد ما يكفي من الطاقة الحركية وتعمل قوى الجذب‬
‫التي تؤثر عليها بواسطة السائل على منعها من الهروب‬
‫‪.‬‬
‫علل‪ :‬يعتبر التكثف عملية تدفئة ‪.‬‬
‫ج‪ :‬ألن الطاقة الحركية المفقودة خالل تكثف جزئيات الغاز‬
‫تتحول إلى طاقة حرارية تقوم بتدفئة السطح الذي تصطدم به‬
‫علل‪ :‬الحرق بالبخار أكثر ضر اًر من الحرق بالماء المغلي له‬
‫نفس درجة حرارة البخار ‪.‬‬
‫ج‪ :‬ألن البخار يفقد الطاقة عندما يتكثف إلى الماء الذي يبلل‬
‫الجلد ‪.‬‬
‫التكثف في الهواء ‪.‬‬
‫علل‪ :‬تكون فرصة التكثف في الهواء عند درجات حرارة منخفضة‬
‫أفضل‪.‬‬
‫ج‪ :‬بسبب انخفاض متوسط الطاقة الحركية للجزئيات فعندما تتصادم‬
‫الجزئيات تلتصق ببعضها البعض وتتكثف أما في حالة الهواءالحار‬
‫تتحرك جزيئات البخار بشكل سريع مبتعدة عن بعضها فتبقى في‬
‫الحالة الغازية ‪.‬‬
‫مالحظة‪ :‬يحدث التكثف أيضاً عند درجات حرارة‬
‫مرتفعة ‪.‬‬
‫الضباب و السحب ‪:‬‬
‫‪ ‬الضباب‪ :‬هو سحاب يتكون بالقرب من األرض ويظهر‬
‫في المناطق الرطبة ويبرد بالقرب من األرض ‪.‬‬
‫‪ ‬تشاهد في ساعات الليل التي تترافق مع انخفاض‬
‫درجة حرارة األرض ‪.‬‬
‫‪ ‬السحب‪ :‬عندما يبرد الهواء الساخن المتصاعد إلى‬
‫األعلى تتكثف جزئيات البخار على جسيمات الغبار‬
‫الموجود في الجو‪.‬‬
‫معدالت التبخر والتكثف ‪:‬‬
‫ًتشعرًبقشعريرةً‪.‬‬
‫ً‬
‫علل‪ :‬عندًاالنتهاءًمنًاالستحمامًغالبا‬
‫ج‪ :‬بسببًحدوثًعمليةًالتبخرًبسرعةًهوًسببًالشعور‬
‫بالقشعريرةً‪.‬‬
‫عندًوضعًإناءًمملوءًبالماءًعلىًمنضدةًمنًالخطأًأنًتعتقدً‬
‫أنهًلنًيحدثًشئ لإلناءًولكنًالجزئياتًوالطاقةًالتيًتتحررً‬
‫منًسطحًالسائلًعنًطريقًالتبخرًيتمًمعادلتهاًعنًطريقً‬
‫الجزئياتًوالطاقةًالعائدةًفيًعمليةًالتكثيفًويكونًالسائلًفيً‬
‫حالةًاتزانًألنًكالًمنًعمليتيًالتبخرًوالتكثيفًلهاًتأثيرً‬
‫متعارضً‪.‬‬
‫• طرح أسئلة على الطالب حول الغليان والتجمد اختبروها‬
‫في الحياة اليومية‪.‬‬
‫• هل يتوقعون ان يكون الغليان عملية تبريد متل التبخر‬
‫ويكون التجمد عملية تسخين متل التكثف ؟‬
‫• واستخدام الصورة االفتتاحية لتوضيح مفهوم الغليان‪.‬‬
‫الغليان‪:‬‬
‫هو التغير من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية تحت سطح السائل ‪.‬‬
‫علل‪ :‬يتكون الغاز على شكل فقاعات داخل السائل عند الغليان‪.‬‬
‫ج‪ :‬ألن الحرارة المضافة تغير في الطاقة الداخلية دون أن تحدث تغيي اًر‬
‫في درجة الحرارة يؤدي ذلك إلى ارتفاع طاقة الجزئيات الداخلية فتتكسر‬
‫الروابط فيها بينها جاعلة الجزئيات تتحرك بحرية أكبر وبالتالي تتحول‬
‫من سائل إلى غاز ‪.‬‬
‫قارن بين التبخر والغليان‪:‬‬
‫وجه المقارنة‬
‫التبخر‬
‫الغليان‬
‫التعريف‬
‫انتقال المادة من السائل إلى الغاز‬
‫انتقال المادة من السائل إلى الغاز‬
‫اين تحدث‬
‫تحدث للجزئيات السطحية ألنها أقل‬
‫إرتباطا ً‬
‫تحدث تحت سطح السائل‬
‫سرعة العملية‬
‫بطيئة تحدث عند أي درجة حرارة أقل‬
‫من نقطة الغليان‬
‫عملية سريعة‬
‫متى تحدث‬
‫حرارة أقل من نقطة الغليان‬
‫ال تحدث إال عند بلوغ السائل نقطة‬
‫الغليان‬
‫عالقة الضغط بنقطة غليان السائل ‪.‬‬
‫علل‪ :‬درجة غليان الماء ترتفع مع ارتفاع الضغط ‪.‬‬
‫ج‪ :‬عند زيادة درجة الحرارة تبتعد الجزئيات عن بعضها فعندما‬
‫تتعرض للضغط الزائد يتطلب ذلك طاقة حرارية أكبر لبعثرتها‬
‫لتتحول إلى الحالة الغازية وتزداد كثافة السائل ‪.‬‬
‫تطبيقاتً‪:‬‬
‫صناعةًأوانيًالطهيًً‪ -‬طنجرةًالضغطً‪.‬‬
‫الغليانًيعتبرًعمليةًتبريد‬
‫التجميد‪:‬‬
‫تحول المادة السائلة إلى الصلبة عند انخفاض درجة الحرارة ‪.‬‬
‫ألن حركة الجزيئات تقل فيصبح تأثير قوي التجاذب بينها كبير ‪.‬‬
‫مثال ‪ :‬الماء السائل‬
‫ثلج‬
‫علل‪ :‬عند إضافة مادة مذابة في السائل كالملح أو السكر تنخفض‬
‫درجة تجمده‪.‬‬
‫ج‪ :‬بسبب اعتراض جزيئات المادة المضافة طريق جزيئات الماء التي‬
‫تحاول االتحاد فيصبح أكثر صعوبة ‪.‬‬
‫الغليان والتجمد في الوقت نفسه‬
‫عندًخفضًالضغطًعلىًكميةًمنًالماءً" داخلًجهازً‬
‫تفريغًالهواءً" يبدأًالماءًبالغليانً‪.‬‬
‫ويرافقًعمليةًالغليانًعمليةًتبريدًألنًطاقةًالجزيئات‬
‫الفرعيةًفيًالحالةًالغازيةًتستمدًمنًالجزيئاتًالتيً‬
‫بقيتًفيًالحالةًالسائلةًفيتمًخسارةًمستمرةًللطاقة‬
‫الحراريةًًللنظامًفيتجمدًالسائلًويتكونًالثلجً‪ً،‬وذلك‬
‫يعودًإلىًعدمًوجودًطاقةًكافيةًلتتحركًالجزيئاتً‬
‫بحريةًفتتقاربًمنًبعضهاًالبعضًلتشكلًالحالةً‬
‫الصلبةً‪.‬‬
‫إعادة تجمد الماء‪:‬‬
‫عندًارتفاعًالضغطًتقلًنقطةًالذوبانًوعندماًيزول‬
‫الضغطًيعودًإلىًحالةًالتجمدً‪.‬‬
‫إعادةًتجمدًالماءً‪ :‬هيًعمليةًانصهارًتحتًتأثيرًالضغطً‬
‫ثمًالعودةًإلىًالتجمدًبعدًانخفاضه‪.‬‬
Q
Qm
Q  mL
m
Q
L 
m
‫منحنى (الحرارة الكامنة‬
‫للمادة – الكتلة )‬
‫منحنى (الحرارة الكامنة‬
‫للمادة – الطاقة الحرارية)‬
‫‪L‬‬
‫‪m‬‬
‫‪L‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪Q‬‬
‫موجبه في حال‬
‫امتصاص المادة‬
‫للطاقة‬
‫سالبة في حال‬
‫انطالق الطاقة‬
‫من المادة‬
‫وجه المقارنة‬
‫الحرارة الكامنة للتصعيد‬
‫‪L‬‬
‫‪f‬‬
‫‪V‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪‬‬
‫‪m‬‬
‫الحرارة الكامنة لالنصهار‬
‫‪L‬‬
‫‪V‬‬
‫‪L‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪‬‬
‫‪m‬‬
‫‪f‬‬
‫‪L‬‬