قانون حفظ الطاقة


قانون حفظ الطاقة
التعريف.............................................................................................................
حفظ الطاقة الميكانيكية
تعريف الطاقة الميكانيكية ....................................................................................
الطاقة الميكانيكية لنظام .......................................................................................
قانون حفظ الطاقة الميكانيكية.................................................................................

                           احسبي KE,PE,E من الشكل السابق
.........................................................................................................................................................
فسري فيزيائيا لاتستطيع عربة التزلج صعود منحدر اعلى ارتفاعا  من المنحدر السابق
اكملي العبارات التالية بما يناسبها :-
تبرهن الحركة ................................للبندول على مبدأ..............................
عند النقطة A
الطاقة ..................... بينما الطاقة...................تساوي .......................
عند النقطة B
الطاقة ..................... بينما الطاقة...................تساوي .......................
عند النقطة C
الطاقة ..................... بينما الطاقة...................تساوي .......................
فقدان الطاقة الميكانيكية
يتحول جزء من الطاقة الى الطاقة ...........................و.............................بسبب مقاومة الهواء

خلال اعصار سقط غصن شجرة كبيرة كتلته (22kg) ومتوسط ارتفاعه عن سطح الأرض (13.3m)
على السقف كوخ يرتفع (6m) عن سطح الأرض احسب مقدار .
a|الطاقة الحركية للغصن عندما يصل الى السقف وذلك بإهمال مقاومة الهواء
b|سرعة الغصن عندما يصل الى السقف

اذا كان النظام معزول فان ........................و................................محفوظان الا ان طاقة الوضع أو الطاقة الحرارية في نظام يمكن ان أن تقل أو تزداد أو تبقى ثابتة لذا لا نستطيع أن نقرر هل الطاقة الحركية محفوظة أم لا .




مثال الحالة 1
قبل التصادم كانت تسير السيارة c  التي كتلتها (1kg ) بسرعة (1m|s) وأصبحت سرعتها بعد أن اصطدمت بالسيارة  D (0.20m|s) حيث كانت السيارةDالتي كتلتها (1kg ) واقفها وأصبحت سرعتها النهائية ( 1.20m|s)
طبقي قانونا حفظ الزخم وحفظ الطاقة الحركية

مثال الحالة 2 
قبل التصادم كانت تسير السيارة c  التي كتلتها (1kg ) بسرعة (1m|s) وأصبحت سرعتها بعد أن اصطدمت بالسيارة  D (0m|s) حيث كانت السيارةDالتي كتلتها (1kg ) واقفها وأصبحت سرعتها النهائية ( 1m|s)
طبقي قانونا حفظ الزخم وحفظ الطاقة الحركية


مثال الحالة 3 
قبل التصادم كانت تسير السيارة c  التي كتلتها (1kg ) بسرعة (1m|s) وأصبحت سرعتها بعد أن اصطدمت بالسيارة  D (0.50m|s) حيث كانت السيارةDالتي كتلتها (1kg ) واقفها وأصبحت سرعتها النهائية
( 0.50m|s)
طبقي قانونا حفظ الزخم وحفظ الطاقة الحركية

تتحرك سيارة صغيرة كتلتها (575kg) بسرعة (15m) ثم اصطدمت بمؤخرة سيارة أخرى كتلتها (1575kg) تتحرك بسرعة (5m|s) في الاتجاه نفسه .
a|ما السرعة النهائية للسيارتين اذا التحمتا معا وكونتا جسما واحدا
b|ما مقدار الطاقة الحركية المفقودة نتيجة التصادم
C|ما نسبة الطاقة الحركية المفقودة الى مقدار الطاقة الأصلية ؟
درجة الحرارة والطاقة الحرارية :-
الطاقة الحرارية
صفي ديناميكية التصادم بين جزيئات غاز ماء في وعاء
تسمى الطاقة الكلية للجزيئات ب.............................................................................................
فسري فيزيائيا تمدد بالون مملؤ بغاز الهيليوم عند تعرضه لأشعة الشمس وانكماشه عند تعرضه للبرودة

كيف يمكنك ان تصوري التركيب الجزيئي للمادة الصلبة

الطاقة الحرارية الكلية في المادة الصلبة =...........................................................................
الطاقة الحرارية :-
الطاقة الحرارية للجسم الساخن .................من الطاقة الحرارية للجسم البارد اي ان جزيئات الجسم الساخن لها طاقة حرارية ..................................مما للجسم البارد.كما وان متوسط الطاقة الحرارية لجزيئات الجسم الساخن ................... من متوسط طاقة جزيئات للجسم البارد.
درجة الحرارة :-
تعتمد درجة الحرارة على............................................ولا تعتمد على ......................................
الاتزان والقياس الحراري
كيف تقيس درجة حرارتك؟
الاتزان الحراري هو عبارة عن
يعتمد عمل مقياس الحرارة على.......................................مثل ......................الذي يتغير بتغير................................

مقياسا درجة الحرارة : السلسيوس والكلفن
ابتكر العالم .......................مقياس يعتمد على خصائص..............ويسمى بمقياس..................نقطة التجمد هي.....................ونقطة الغليان هي ..............................عند مستوى سطح البحر
حدود درجة الحرارة
أعلى درجة حرارة في الكون ........................فدرجة حرارة داخل الشمس
..................على الأقل وعند تبريد غاز الهيليوم الى أقل ما يمكن بحيث لا يوجد درجة أقل منها وهي............................. تعرف ب...................



عللي استخدام مقياس السلسيوس في المسائل العلمية والهندسية غير عملي
اكملي الجدول التالي بما يناسبه:-
        المقياس
وجه المقارنة  السلسيوس     المطلق(الكلفن)        الفهرنهايت

درجة التجمد                 

درجة الغليان                 

عدد الأقسام                  

لتحويل القراءة بين مقياس السلسيوس ومقياس الكلفننستخدم العلاقة الرياضية:-
TC+273=TK
حسب العلاقة السابقة حلي مسائل التدريبيةص142

الحرارة وتدفق الطاقة الحرارية
تعريف الطاقة الحرارية ........................................................................
رمزها ...........................وحدة قياسها.......................................

عللي لا تنتقل الحرارة في الفراغ عن طريق التوصيل الحراري
............................................................................................................................................................................................................
عللي تنتقل الحرارة في المواد الصلبة بالتوصيل الحراري ............................................................................................................................................................................................................
اذكري شرط انتقال الحرارة بالحمل
............................................................................................................................................................................................................
السعة الحرارية النوعية
أيهما يكتسب الحرارة أسهل رمال الشاطئ أم مياه البحر خلال نفس الزمن
............................................................................................................................................................................................................
يعتمد مقدار الزيادة في درجة الحرارة على...................و.......................
تعرف السعة الحرارية النوعية لمادة ما بأنها.......................................................................................................................................................................................................
رمزها ............................................
وقانونها .....................................
وحدة قياسها..............................
قانون كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة  ...................................................................................................

تعتبر السعة الحرارية النوعية للماء أكبر مما للمواد الأخرى و هي تساوي
ان التدريج الواحد في مقياس كلفن يعادل تدريجا واحدا على مقياس سلسيوس
اذا تم تسخين مقلاة من الحديد الصلب كتلتها (5.10kg) على موقد .فارتفعت درجة حرارتها من (295K) الى (450K) فما مقدار كمية الحرارة التي يكتسبها الحديد ؟
مسائل تدريبية س3  ص145المسعرCalorimter
قياس السعة الحرارية النوعية
         
تعريف المسعر..............................................................................
طريقة عمله:-
وظيفته:-
1-.........................................................................................
2-...........................................................................................
مبدأ عمله.................................................................................
اذا زادت طاقة جزء معين من النظام فان طاقة الجزء الآخر يجب ان.............................وتكون الطاقة الكلية للنظام.............................................
وعليه فان قانون حفظ الطاقة ......................................................
استنتاج مقدار درجة الحرارة النهائية لمادتين مختلفتين باستخدام المسعر
يحتوي مسعر على ماء كتلته(0.50kg) عند درجة حرارة (15C) فاذا وضع قالب من الخارصين كتلته (0.040kg)ودرجة حرارته(115C) في الماء . فما درجة الحرارة النهائية للنظام؟
مسائل تدريبية س6  ص148 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية
تغير حالة المادة |
حالات المادة الشائعة:-
1-..............................  2-.........................................    3-.......................................
         
من خلال الشكل السابق اكملي ما يلي:-
        فسري فيزيائيا ما يحدث بين النقطتين A,B
        تسمى درجة الحرارة بين النقطتين C,B ب.........................حيث تعمل الطاقة الحرارية المكتسبه على..............................................................................................................................................................................................................................................
ولا تؤدي الى زيادة..................................................................................................
        تعرف درجة الحرارة بين النقطتين D,C ب.........................حيث تعمل الطاقة الحرارية المكتسبه
على ..................................................................................................................
        بين النقطتين E,D تبقى درجة الحرارة ................................عندما .............................
وبعد تحول المادة كليا الى ....................... تستخدم الزيادة في الطاقة الحرارية لزيادة....................
وترفع درجة الحرارة اعلى من النقطةE
        الحرارة الكامنة للانصهار  H_f
تعرفب...................................................................................................................
ويمثلها على الشكل السابق ...................................................................................
        الحرارة الكامنة للتبخر H_vتعرف ب...................................................................................................................
ويمثلها على الشكل السابق ...................................................................................
        يمثل الميل بين النقطتين A,B ..........................................................................
        يمثل الميل بين النقطتين D,C..........................................................................
        يمثل الميل بعد النقطة E...............................................................................
10-عللي ميل الخط في حالة الماء أقل من ميله في حالة الجليد والبخار
............................................................................................................................................................................................................................................................
قانون كمية الحرارة اللازمة لصهر الكتلة الصلبة
.........................................................................................
قانون كمية الحرارة اللازمة لتبخير السائل
..........................................................................................
وضحي بالعلاقة الرياضية الطاقة التي يفقدها السائل ليتحول الى صلب والطاقة التي يفقدها البخار ليتكثف الى سائل
افترض انك تخيم في الجبال وتحتاج الى صهر (1.50Kg) من الجليد عند درجة الحرارة (0.0C) وتسخينه الى درجة حرارة (70.0C) لصنع شراب ساخن ، فما مقدار كمية الحرارة التي يتطلبها ذلك؟
        القانون الأول في الديناميكا الحرارية
مثال المسمار والمطرقة
تعريف القانون الأول في الديناميكا الحرارية
الصيغة الرياضية للقانون ......................................................................................
وهو يعد صياغة آخرى لقانون...........................................................
تعتبر المضخة اليدوية مثال على..........................................................................
من الأمثلة لتحول الطاقة الى طاقة حرارية ........................و...........................و..............................
المحركات الحرارية
تعمل على تحويل ......................................................................................
         
الطاقة الداخلية للمحرك لا تتغير ............................................
وتكون محصلة كمية الحرارة...................................................
وبذلك يكون الشغل الذي يبذله المحرك .....................................................
وتولد جميع المحركات الحرارية ..............................................وبذلك لايوجد محرك يحول الطاقة كلها الى شغل أو حركة نافعة
كفاءة المحرك الحراري الفعلية ......................................................
لاتصل كفاءة أغلب المحركات الى 100% بسبب................................................................................................
تعمل بعض المحركات بالطاقة.................................حيث تنتقل على صورة ........................تعمل على.........................

تنتقل الى المحرك على صورة ..............................................ويحولها المحرك الحراري الى..........................
        المبردات (الثلاجات)
         
عمل المبرد
المضخات الحرارية
هي عبارة عن .........................................................................
القانون الثاني للديناميكا الحرارية
التعريف......................................................................................................................................
الانتروبي ....................................................................................................................................
قانون التغير في الانتروبي
                     .........................................................
              وحدة قياس الانتروبي ...........................................
أمثلة علىالقانون الثاني للديناميكا الحرارية
مثال على مخلفات للقانون الثاني
بيني كيف يقدم القانون الثاني للديناميكا الحرارية وزيادة الانتروبي  معنى جديدا  لأزمة الطاقة يستخدم الانتروبي بوصفه

من الخصائص المشتركة بين الماء والهواء .............................و...............................و........................................
تعرف الموائع بأنها...................................................................................................................................
خصائص الموائع المثالية :-
تعريف الضغط................................................................................................................................
قانون الضغط.................................................................................................
يعد الضغط كمية فيزيائية
قياسة              متجهة          
وحدة قياس الضغط
مثال  يبين كيفية تأثير الضغط والمواد الصلبة والسوائل جزيئات الغاز والضغط
على حسب نظرية الحركة الجزيئية للغازات فان الغاز يتمتع بالخصائص التالية:-
1-.............................................................................

الضغط الجوي
الضغط الجوي يساوي ............................لكل ................................ والذي يساوي...........................أو...........................
ونشعر بتأثير الضغط الجوي عندما ............................................................................................................................
الكواكب الآخرى في المجموعة الشمسية لها ضغط ناتج عن أغلفتها الغازية وقيمة الضغط الجوي لها يختلف  عن الضغط الجوي للأرض


يجلس طفل وزنه(  364N) على كرسي ثلاثي الأجل يزن (41N) بحيث تلامس قواعد الأرجل سطح الأرض على مساحة مقدارها (19.3cm2)
a|ما متوسط الضغط الذي يؤثر به الطفل والكرسي في سطح الأرض والكرسي في سطح الأرض؟
b\كيف يتغير الضغط عندما يميل الطفل وتلامس رجلان فقط من أرجل الكرسي الأرض؟
        القانون الأول | قانون بويل (نسبة للعالم الكيميائي والفيزيائي روبرت بويل)
     ينص القانون على أن........................................................................................................
الصيغة الرياضية للقانون |
......................................................................................................................
القانون الثاني | قانون شارلز(نسبة للعالم جاك شارلز) عندما لاحظ أن حجم الغاز يتقلص ب1|273  من حجمه الأصلي عند انخفاض درجة حرارته بمقدار درجة كلفن واحدة و عند درجة حرارة (273c- ) والتي تقابل الصفر المطلق يصبح حجمه صفر .
ينص القانون على أن........................................................................................................
الصيغة الرياضية للقانون |
......................................................................................................................
بدمج قانون بويل وشارلز نحصل على القانون العام للغازات
الصيغة الرياضية  للقانون العام للغازات.........................................................................
استنتجي قانون الغاز المثالي

استنتجي وحدة قياس ثابت بولتزمان.........
عينة من غاز الأرجون حجمها (20L) ودرجة حرارتها (273K) عند ضغط جوي مقداره (101.3KPa) فاذا انخفضت درجة الحرارة حتى (120K)
وازداد الضغط حتى (145KPa)
a|فما الحجم الجديد لعينة الأرجون؟
b|أوجد عدد مولات ذرات الأرجون في عينة؟
C|أوجد كتلة عينة الأرجون ، اذا علمت أن كتلة المولية Mللغاز الأرجون ( 39.9g|mol) ؟
مسائل تدريبية س6  ص181.

التمدد الحراري
أمثلة على التمدد الحراري فسري فيزيائيا يطفو الجليد على الماء.........................................................................
البلازما
وضحي ما يحدث عند تسخين مادة صلبة حتى تصبح مادة غازية
تعريف البلازما ....................................................................................................................................................
قارني بين البلازما والغاز

تعرف قوى التماسك بأنها...........................................................................................................................
من الظواهر الناشئة عن قوى التماسك
        التوتر السطي الذي يعرف بأنه.......................................................................................................
ويحدث نتيجة وقوع جميع جزيئات السائل تحت
عللي يكون التوتر السطحي قطرات كروية  اللزوجة وهي عبارة عن.
قارني بين الماء والزيت واللابة واصخور المنصهرة من حيث اللزوجة
قوى التلاصق هي...................................................................................................
من الظواهر الناشئة عن قوى التلاصق
الخاصية الشعرية وهي...........................................................................
من التطبيقات على الخاصية الشعرية.............................................................................
عللي يرتفع الماء في الأنابيب بينما لا يرتفع الزئبق
التبخر و التكثف
فسري فيزيائيا اختفاء الماء من بركة صغيرة في يوم حار وجاف التبريد بالتبخر
وضحي أثر التبخر في خفض درجة الحرارة
عللي نشعر أن الجو في الأيام الرطبة أكثر دفئا منه في الأيام الجافة عند نفس درجة الحرارة نفسها التكثف هو..........................................................................
صفي ما يحدث عندما تحمل كأسا باردة في منطقة حارة ورطبة
الضباب
متى يتكون الضباب ............................................................................................................
الموائع الساكنة والموائع المتحركة
الموائع الساكنة
مبدأ باسكال
تطبيقات عملية على مبدأ باسكال
استنتجي مقدار القوة الناتجه عن الرافعة الهيدروليكية
السباحة تحت الضغط
بيني بالمعادلات ضغط الماء على الجسم
قوة الطفو
تعريف قوة الطفو.....................................................................................................
استنتجي مقدار قوة الطفو رياضيا
نص مبدأ ارخميدس
هل يطفو الجسم أم يغوص
لابد من الأخذ بعين الاعتبار كل القوى المؤثرة في الجسم
عند غمر ثلاثة أجسام في خزان مملوء بالماء
        قالبا فولاذيا
        عبوة صودا الألومنيوم
        مكب من الجليد
كيف يتحرك كل من هذه الأجسام اذا كانت القوة الرأسية المؤثرة عليها متساوية

في حالة القالب الفولاذ سوف يغوص
        في حالة علبة الصودا سوف تعلق
         في حالة الجليد سوف يطفو
        فسري باستخدام مبدأ ارخميدس كيف تطفو السفن على سطح الماء

ينغمر قالب من الجرانيت حجمه(1.00×10-3m3) في الماء  فاذا كانت كثافة الجرانيت ( 2.7×103kg|m3)
فما مقدار قوة الطفو المؤثرة في قالب الجرانيت والوزن الظاهري لقالب الجرانيت

الموائع المتحركة: مبدأ برنولي

ينص مبدأ برنولي على...................................................................................
يمثل مبدأ برنولي مبدأ...........................................................................
حسب مبدأ برنولي صفي انتقال مائع مثالي داخل انبوب احد طرفيه أضيق من الاخر


تطبيقات على مبدأ برنولي
         خطوط الانسياب
المواد الصلبة
قارني بين المواد الصلبة والمواد السائلة
الشبكة البلورية هي   تعرف المواد الصلبة غير البلورية بأنها
         
الضغط والتجمد
فسري العلاقة بين الضغط والتجمد فيزيائيا

عللي تكون الماء السائل بين الزلاجات والجليد

تعتمد خاصيتا الطرق والسحب على........................................
التمدد الحراري للمواد الصلبة
اذكري بعض التطبيقات على التمدد الحراري
فسري حدوث التمدد الحراري للمواد الصلبة فيزيائيا

        اكتبي الصيغ الرياضية لما يلي :-
        معامل التمدد الطولي للمادة الصلبة
................................................................
        معامل التمدد الحجمي للمادة الصلبة
.............................................................
وحدة قياس معامل التمدد الطولي والحجمي
.....................................................................................

قضيب معدني طوله(1.6m) عند(21c) فاذا وضع هذا القضيب في فرن وسخن الى درجة حرارة (84c)وقيس طوله فوجد أنه بمقدار (1.7mm) فما معامل التمدد الطولي للمادة المصنوع منها القضيب ؟
عددي بعض التطبيقات العملية على التمدد الحراري