تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا

تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا



مسائل تدريبية
19. ما مقدارا لحرارة اللازمة لتحويل كتلة من الجليد مقدارها 1.00 × 102 g ودرجة حرارتها -20.0 ˚C إلى ماء درجة حرارتها 0.0 ˚C . 3.75x104 J
.20 إذا سخنت عينة ماء كتلتها 2.00 × 102 g ودرجة حرارتها 60.0 ˚C فأصبحت بخاراً درجة حرارته 140.0 ˚C, فما مقدار الحرارة الممتصة؟ 502 kJ
.21 ما مقدار الحرارة اللازمة لتحويل 3.00 × 102 gمن جليد درجة حرارته -30.0 ˚C إلى بخار ماء درجة حرارته 130.0 ˚C؟ 940 kJ
مسائل تدريبية
.22 يمتص بالون غاز 75 j من الحرارة. فإذا تمدد هذا البالون وبقي عند درجة الحرارة نفسها, فما مقدار الشغل الذي بذله البالون في أثناء تمدده؟ 75 J
23. يثقب مثقاب كهربائي فجوة صغيرة في قالب من الألمونيوم كتلته 0.40 kg فيسخن الألمونيوم بمقدار 5.0 ˚C, ما مقدار الشغل الذي يبذله المثقب؟ 1800 J
.24 كم مرة يتعين عليك إسقاط كيس من الرصاص كتلته 0.50 kg من ارتفاع 1.5 m؛ لتسخين الرصاص بمقدار 1.0 ˚C؟ 9مرات
.25 عندما تحرك كوباً من الشاي, تبذل شغلاً مقداره 0.05 j في كل مرة تحرك فيها الملعقة بصورة دائرية. كم مرة يجب أن تحرك الملعقة لترفع درجة حرارة كوب الشاي الذي كتلته 0.15 kgبمقدار2.0 ˚C؟ (بإهمال زجاج الكوب) 26000 مرة
.26 كيف يمكن استخدام القانون الأول للديناميكا الحرارية لشرح كيفية تخفيض درجة حرارة جسم ما؟
من الممكن أن تكون U سالبة لان U=Q-W لذا يبرد الجسم إذا كانت Q=0 ويبذل الجسم شغلا بفعل التمدد على سبيل المثال أو تكون W=0 وQسالبة فينقل الجسم الحرارة إلي المحيط




5-2 مراجعة
.27 الحرارة الكامنة للتبخر يرسل النظام القديم للتدفئة بخاراً داخل الأنابيب في كل غرفة من المنزل, ويتكاثف هذا البخار في داخل المشعاع ليصبح ماء. حلّل هذه العملية, واشرح كيف تعمل على تدفئة الغرفة؟
يحرر البخار المتكاثف حرارة التبخر إلي داخل الغرفة
.28 الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار الحرارة اللازمة لتحويل 50.0 g من الماء عند درجة حرارة 80.0 ˚C إلى بخار عند درجة حرارة 110.0 ˚C؟ 1.18x105 J
.29 الحرارة الكامنة للتبخر ما مقدار الطاقة اللازمة لتسخين 1.0 kg من الزئبق عند درجة حرارة 10.0 ˚C إلى درجة الغليان وتبخره كاملاً؟ علماً بأن الحرارة النوعية للزئبق هي 140 j/kg. ˚C, والحرارة الكامنة لتبخره هي 3.06 × 105 j/kg, ودرجة غليان الزئبق هي 357 ˚C. 3.5x105 J
.30 الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية قاس جيمس جول الفرق في درجة حرارة الماء عند قمة شلال ماء وعند قاعه بحذر. فلماذا توقع وجود فرق؟
للماء عند قمة الشلال طاقة وضع جاذبية وتتحول بعض هذه الطاقة إلي طاقة حرارية عندما يصطدم الماء بالأرض عند قاع الشلال
.31 الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية يستخدم رجل مطرقة تزن 320 kg تتحرك بسرعة 5 m/s لتحطيم قالب رصاص كتلته 3.0 kg موضوع على صخرة كتلتها 450 kg. وعندما قاس درجة الحرارة وجد أنها زادت 5.0 ˚C. فسر ذلك.
يمتص قالب الرصاص جزء من طاقة المطرقة الحركية ، إن مقدار طاقة المطرقة =4 kJ والتغير في طاقة القالب الحرارية=2 kJ ، أي أن نصف طاقة المطرقة انتقلت إلي قالب الرصاص
.32 الطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية تتدفق مياه شلال يرتفع 125.0 m كما في الشكل 5-17. احسب الفرق في درجة حرارة الماء بين قمة الشلال وقاعه إذا تحولت كل طاقة وضع الماء إلى طاقة حرارية. 0.293˚C
33. الإنتروبي لماذا ينتج عن تدفئة المنزل بواسطة الغاز الطبيعي زيادة في كمية الفوضى أو العشوائية؟
يحرر الغاز حرارة عند درجة حرارة الاحتراق حيث تتحطم الروابط بين جزيئات الغاز ثم تتحد الجزيئات بالأكسجين وتتوزع الحرارة بطرق جديدة عديدة ولا تعيد جزيئات الغاز الطبيعي تجميعها بسهولة وسرعة
.34 التفكير الناقد إذا كان لديك أربع مجموعات من بطاقات مفهرسة, لكل مجموعة لون محدد. تحتوي كل مجموعة 20 ورقة مرقمة. فإذا خلطت بطاقات هذه المجموعات معاً عدة مرات فهل من المحتمل أن تعود البطاقات إلى ترتيبها الأصلي؟ وضح ذلك. وما القانون الفيزيائي الذي ينطبق علية هذا المثال؟
لا هذا مثال علي القانون الثاني في الديناميكا الحرارية والذي تزيد فيه الفوضى



التقويم

35اكملي خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات الآتية: الحرارة شغل, الطاقة الداخلية.

القانون الاول في الديناميكا الحرارية
الطاقة الداخلية-الطاقة-الشغل
الانتروبي-درجة الحرارة-القوى الخارجية

إتقان المفاهيم
.36 وضح الاختلافات بين الطاقة الميكانيكية لكرة ما. وطاقتها الحرارية, ودرجة حرارتها.
إن الطاقة الميكانيكية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة للكرة علي اعتبار أنها كتلة واحدة، والطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة للجسيمات المنفردة المكونة لكتلة الكرة، أما درجة الحرارة فهي ليست قياس للطاقة الداخلية للكرة
.37 هل يمكن وجود درجة حرارة للفراغ؟ وضح ذلك.
لا، لا يوجد في الفراغ جسيمات ليكون لها طاقة
.38 هل جميع الجزيئات أو الذرات في السائل لها السرعة نفسها؟
لا، يوجد توزيع لسرعات الذرات أو الجزيئات
.39 هل يُعد الجسم مقياساً جيداً لدرجة الحرارة؟ تشعر في يوم شتاء بارد, أن مقبض الباب المعدني أبرد من المقبض الخشبي. فسر ذلك.
يقيس الجلد تدفق الحرارة منه واليه ويمتص مقبض الباب المعدني الحرارة من الجلد أسرع من الباب الخشبي لذلك يبدو ابرد
.40 عند تدفق الحرارة من جسم ساخن ملامس لجسم بارد, هل يحدث للجسمين التغير نفسه في درجات الحرارة؟
ستتغير درجات الحرارة للجسمين اعتمادا على كتلتيهما وعلى حرارتهما النوعية وليس بالضرورة أن يكون تغير درجة الحرارة هو نفسه لكل منهما
.41 هل تستطيع إضافة طاقة حرارية إلى جسم دون زيادة درجة حرارته؟ فسر ذلك.
عندما تصهر مادة صلبة أو عندما تغلي سائلا فانك تضيف طاقة حرارية دون إحداث تغير في درجة الحرارة
.42 عندما يتجمد الشمع, هل يمتص طاقة أم يبعث طاقة؟
عندما يتجمد الشمع تنبعث من طاقة
.43 فسر لماذا يبقى الماء في القربة المحاطة بقماش رطب بارداً أكثر من حالة عدم وجود القماش؟
عندما يتبخر الماء داخل الغطاء القماشي في الهواء الجاف فانه يمتص كمية طاقة تتناسب مع حرارة انصهاره لذا تبرد القربة
.44 أي العمليات تحدث في ملفات مكيف الهواء الموجودة داخل المنزل: التبخر أم التكاثف؟ وضح ذلك.
يتبخر غاز التبريد داخل الملفات الموجودة داخل المنزل ليمتص الطاقة من الغرف
تطبيق المفاهيم
.45 الطبخ تطهو امرأة اللحم في قدر ماء يغلي. فهل ينضج اللحم أسرع عند غلي الماء بشدة أو غليه بهدوء (على نار هادئة)؟
ينبغي ألا يكون هناك اختلاف فالماء في كلتا الحالتين له درجة الحرارة نفسها
.46 أي السائلين يبرده مكعب من الثلج أسرع: الماء أم الميثانول؟ وضح ذلك.
الميثانول، لان له حرارة نوعية اقل يتولد T اكبر لكتلة معينة وانتقال حرارة معينة حيث أن Q=mC T
47. سُخنت كتل متساوية من قطع الألمونيوم والرصاص بحيث أصبحتا عند درجة الحرارة نفسها, ثم وضعت القطعتان على لوحين متماثلين من الجليد. أيهما يصهر جليداً أكثر؟ وضح ذلك.
يصهر الالومنيوم جليدا أكثر لان حرارته النوعية اكبر من الحرارة النوعية للرصاص
.48 لماذا يشعر الشخص ببرودة السوائل السريعة التبخر على الجلد, ومنها الأسيتون والميثانول؟
لأنهما يمتصان حرارة التبخر من الجلد عند تبخرهما
.49 أُسقط قالبان من الرصاص لهما درجة الحرارة نفسها في كأسين متماثلين من الماء متساويين في درجة الحرارة0 فإذا كانت كتلة القالب A ضعف كتلة القالب B, فهل يكون لكأسي الماء درجات الحرارة نفسها بعد الوصول إلى حالة الاتزان الحراري؟ وضح ذلك.
ستكون الكأس ذات القالب A اسخن لأنه يحتوي علي طاقة حرارية أكثر
إتقان حل المسائل
5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية
.50 ما مقدار الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 50.0 g من الماء من درجة حرارة 4.5 ˚C إلى درجة حرارة 83.0 ˚C؟ 1.64x104 J
.51 يمتص قالب من المعدن كتلته 5.0 × 102 g مقدار 5016 j من الحرارة عندما تتغير درجة حرارته من 20.0 ˚C إلى 30.0 ˚C. احسب الحرارة النوعية للمعدن. 1000 J/kg.K




52 وضعت كتلة من التنجستن مقدارها 1.00 × 102 g, ودرجة حرارتها 100.0 ˚C في 2.00 × 102 g من الماء عند درجة 20.0 ˚C. فوصل الخليط إلى الاتزان الحراري عند درجة 21.2 ˚C. احسب الحرارة النوعية للتنجستن. 171 J/kg.K
.53 خُلطت عينة كتلتها 6.0 × 102 g من الماء عند درجة 90.0 ˚C بعينة ماء كتلتها 4.0 × 102 g عند 22.0 ˚C. فإذا افترضت عدم فقدان أي حرارة للمحيط, فما درجة الحرارة النهائية للخليط؟63 ˚C
.54 وضعت قطعة خارصين في وعاء ماء كما في الشكل 5-18. فإذا كانت كتلة القطعة 10.0 kg, ودرجة حرارتها 71.0 ˚C, وكتلة الماء 20.0 kg, ودرجة حرارته قبل إضافة القطعة 10.0 ˚C, فما درجة الحرارة النهائية للماء والخارصين؟ 12.7 ˚C
.55 إن الطاقة الحركية لسيارة صغيرة تتحرك بسرعة 100 km/h هي 2.9 × 105 j. لتكون انطباعاً جيداً عن مفهوم الطاقة, احسب حجم الماء (باللتر) الذي ترتفع حرارته من درجة حرارة الغرفة (20.0 ˚C) إلى درجة الغليان 100.0 ˚C)) إذا اكتسب طاقة مقدارها 2.9 × 105 j. 0.87 L
.56 سخان الماء يستخدم سخان ماء قدرته 3.0 × 102 W لتسخين قدح ماء كما في الشكل 5-19. ما مقدار الزمن اللازم لجعل الماء يغلي, إذا كان القدح مصنوعاً من الزجاج وكتلته g 3.0 × 102 ويحتوي 250 g من الماء عند 15 ˚C؟ افرض أن درجة حرارة القدح مساوية لدرجة حرارة الماء, وأنه لن يفقد حرارة في الهواء. 6.1 min
.57 محرك السيارة يحتوي محرك سيارة حديد كتلته 2.50 × 102 kg على ماء للتبريد. افترض أن درجة حرارة المحرك لحظة توقفه عن العمل 35.0 ˚C, ودرجة حرارة الهواء 10.0 ˚C. فما مقدار كتلة الماء المستخدمة لتبريد المحرك, إذا كانت الحرارة الناتجة عن المحرك والماء داخله عندما يبردان ليصلا إلى درجة حرارة الهواء هي 4.40 × 106 j؟ 15 kg


تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية
58. كانت إحدى طرائق التبريد قديماً تقتضي استخدام لوح من الجليد كتلته 20.0 kg يومياً في صندوق الجليد المنزلي. وكانت درجة حرارة الجليد 0.0 ˚C عند استلامه. فما مقدار الحرارة التي يمتصها القالب في أثناء انصهاره؟ 6.68x106 J
.59 كثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40.0 g من بخار عند درجة 61.6 ˚C إلى سائل عند درجة 61.60 ˚C, فانبعثي حرارة بمقدار 9870 j, ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟ 2.47x105 J/kg
.60 تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح. فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة. فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟ 29˚C
.61 ما مقدار الحرارة المضافة إلى كتلة 10.0 g من الجليد عند درجة -20.0 ˚C لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة 120.0 ˚C؟ 3.09x104 J
.62 تتحرك رصاصة كتلتها 4.2 g بسرعة 275 m/s فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف, فإذا تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان أي شيء منها, فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ 290 ˚C
.63 ينتج كل 100 mL من مشروب خفيف طاقة مقدارها 1.7 kj, فإذا كانت العلبة منه تحتوي على 375 mL, وشربت فتاة العلبة وأرادت أن تفقد مقدار ما شربته من الطاقة من خلال صعود درجات سلم, فما مقدار الارتفاع الذي ينبغي أن تصعد إليه الفتاة إذا كانت كتلتها 65.0 kg؟ 10 m
مراجعة عامة
.64 ما كفاءة المحرك الذي ينتج 2200 j/s عندما يحرق من البنزين ما يكفي لإنتاج 5300 j/s؟ وما مقدار الحرارة الضائعة التي ينتجها المحرك كل ثانية؟
3100 J , 42%
.65 مكبس أختام تبذل آلة أختام معدنية في مصنع 2100 j من الشغل في كل مرة تختم فيها قطعة معدنية. ثم تغمس كل قطعة مختومة في حوض يحتوي 32.0 kg من الماء للتبريد. فمل مقدار الزيادة في درجات حرارة الحوض في كل مرة تغمس فيها قطعة معدنية مختومة؟ 0.016 ˚C
66. تحركت سيارة كتلتها 1500 kg بسرعة 25 m/s, ثم توقفت تماماً عن الحركة بعد ضغط سائقها على الكوابح. ما مقدار التغير في درجة حرارة الكوابح إذا أودعت كامل طاقة السيارة في الكوابح المصنوعة من الألمونيوم والتي كتلتها 45kg؟12 ˚C





.67 الشاي المثلج لتصنع الشاي المثلج تمزجه بالماء الساخن, ثم تضيف إلية الجليد. فإذا بدأت بمقدار 1.0 L من الشاي عند درجة 0 ˚C؟ وهل من الأفضل ترك الشاي يبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل إضافة الجليد إليه؟
1.1 kg ، لذلك تحتاج إلي جليد أكثر قليلا من الشاي ولكن هذه النسبة ستقلل من تركيز الشاي لذلك اترك الشاي يبرد إلي درجة حرارة الغرفة قبل إضافة الجليد
.68 وضع قالب من النحاس عند درجة 100.0 ˚C ملامساً قالباً من الألمونيوم عند 20.0 ˚C, كما في الشكل 5-20. ما الكتل النسبية للقالبين إذا كانت درجة الحرارة النهائية لهما 60.0 ˚C؟
لقالب النحاس كتلة اكبر 2.3 مرة من كتلة قالب الالومنيوم
.69 ينزلق قالب من النحاس كتلته 0.53 kg على سطح الأرض, ويصطدم بقالب مماثل يتحرك في الاتجاه المعاكس بمقدار السرعة نفسه. فإذا توقف القالبان بعد الاصطدام, وازدادت درجة حرارتهما بمقدار0.20 ˚C نتيجة التصادم. فما مقدار سرعتيهما قبل الاصطدام؟ 12 m/s
.70 ينزلق قالب من الحديد كتلته 2.2 kg على سطح خشن. فإذا كانت سرعته الابتدائية 2.5 m/s وسرعته النهائية 0.5 m/s, فما مقدار ما ينصهر من قالب الجليد نتيجة للشغل المبذول بفعل الاحتكاك؟ 2x10-5 kg
التفكير الناقد
.71 حلل ثم استنتج ينتزع محرك حراري معين 50.0 j من الطاقة الحرارية من مستودع حار عند درجة حرارة TH = 545 k, ويبعث 40.0 j من الحرارة إلى مستودع بارد عند درجة حرارة TL = 325 k . كما يعمل على نقل الإنتروبي من مستودع إلى آخر أيضاً خلال العملية.
.a كيف يعمل المحرك على تغيير الإنتروبي الكلي للمستودعين؟ 0.313 J/K
.b ماذا سيكون تغير الإنتروبي الكلي في المستودعات إذا كانت TL = 205 k؟ 0.103 J/K
ازداد التغير الكلي في الانتروبي في المستودعات وفي الكون تقريبا بمعامل يساوي 3
72. حلل ثم استنتج تزداد عمليات الأيض للاعبي كرة القدم خلال اللعبة بمقدار 30.0 W. ما مقدار العرق الذي يجب أن يتبخر من اللاعب كل ساعة ليبدد هذه الطاقة الحرارية الإضافية؟ 0.0478 kg
.73 حلل ثم استنتج يستخدم الكيميائيون المسعر لقياس الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. فعلى سبيل المثال, يذيب كيميائي جزيئاً من مسحوق مادة في مسعر يحتوي 0.5 kg من الماء, فتتحطم الجزيئات وتتحرر طاقة ربطها مع الماء, فتزداد درجة حرارة الماء إلى 2.3 ˚C. ما مقدار طاقة الربط لكل جزئ مع هذه المادة؟ 4.8x10-19 J لكل جزيء
.74 تطبيق المفاهيم تعد الشمس مصدر جميع أشكال الطاقة على الأرض. حيث تكون درجة حرارة سطح الشمس104 k تقريباً. ماذا يحدث للعالم لو كانت درجة حرارة سطح الشمس 103 k؟
تختلف الإجابات من طالب لآخر وتكون حول تغير متوسط درجات الحرارة على الأرض وأنماط الطقس المختلفة وأصناف النباتات وأنواع الحيوانات المنقرضة


الكتابة في الفيزياء
.75 لقد تأثر فهمنا للعلاقة بين الحرارة والطاقة لأعمال بنجامين ثومسون, وكونت رمفورد, وجيمس جول. حيث اعتمدوا على النتائج التجريبية لتطوير أفكارهم. تحقق من التجارب التي قاموا بها, وقدر هل من الإنصاف تسمية وحدة الطاقة بالجول بدلاً من ثومسون؟
كان الاعتقاد أن الحرارة سائل يتدفق من جسم إلي أخر واعتقد كونت رمفورد أن الحرارة تحدث بسبب حركة الجزيئات في المعدن ولم تلق أفكاره قبولا واسعا في حين اجري جول قياسات دقيقة فقاس التغير في درجة الحرارة الذي يسببه إضافة حرارة أو بذل شغل على كمية من الماء واثبت أن الحرارة صفة مميزة للطاقة وان الطاقة محفوظة فاستحق جو لان ينسب له الفضل وتسمي الوحدة باسمه
.76 للماء حرارة نوعية كبيرة غير عادية, كما أن كلاً من الحرارة الكامنة لانصهاره وتبخره عالية. ويعتمد الطقس على الماء في حالاته الثلاث. تُرى كيف يكون العالم إذا كانت خصائص الماء الحرارية مثل خصائص المواد الأخرى كالميثانول مثلاً؟
إن الحرارة النوعية الكبيرة وحرارتي الانصهار والتبخر الكبيرتين تعني أن الماء في حالاته الثلاث يمكنه أن يخزن كمية كبيرة من الطاقة الحرارية دون أن يحدث تغيير كبير في درجات حرارته وهذا له تأثيرات كثيرة
مراجعة تراكمية
.77 ترفع رافعة أوزاناً مقدار كتلها 180 kg إلى ارتفاع 1.95 m. ما مقدار الشغل الذي تبذله الرافعة لرفع الكتلة؟
3400 J
.78 في عرض للقوة طُلب مجموعة إلى مجموعة من الجنود الأشداء دحرجة صخور كتلة كل منها 215 kg إلى أعلى تل ارتفاعه 33 m, فإذا كان بإمكان أحد المشاركين توليد متوسط القدرة 0.2 kW, فكم صخرة خلال 1 h يستطيع أن يدحرج إلى أعلى التل؟ عشرة صخور في ساعة واحدة



اختبار مقنن

أسئلة اختيار من متعدد
اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي:
.1 أي تحويلات درجات الحرارة التالية غير صحيح؟
A. – 273 ˚C = 0 k
B. 273 ˚C = 546 k
C. 298 k = 571 ˚C
D. 88 k = -185 ˚C
C
.2 ما وحدات الإنتروبي؟
A. j/k
B. k/j
C. j
D. kj
A
.3 أي العبارات الآتية, والمتعلقة بالاتزان الحراري غير صحيحة؟
A. عندما يكون جسمان في حالة اتزان فإن الإشعاع الحراري بين الجسمين يستمر في الحدوث.
B. يستخدم الاتزان الحراري في صنع الطاقة في المحرك الحراري.
C. يستخدم مبدأ الاتزان الحراري في الحسابات المسعرية.
D. عندما لا يكون جسمان في حالة اتزان فإن الحرارة ستتدفق من الجسم الساخن إلى الجسم الأبرد منه.
B
4. ما كمية الحرارة اللازمة لتسخين 87 g من الميثانول المتجمد عند 14 k إلى بخار عند 340 k؟ (درجة انصهاره = -97.6 ˚C, درجة غليانه = 64.6 ˚C).
A. 17 kj
B. 69 kj
C. 1.4 × 102 kj
D. 1.5 × 102 kj
D


5. أي العبارات التالية المتعلقة بالطاقة والإنتروبي وتغيرات الحالة صحيحة؟
A. يزيد تجميد الماء من طاقته حيث يكتسب ترتيباً جزيئياً باعتباره تحول إلى مادة صلبة.
B. كلما كانت السعة الحرارية النوعية للمادة أكبر زادت درجة حرارة انصهارها.
C. حالات المادة ذات الطاقة الحركية الأكبر يكون لها إنتروبي أكبر.
D. لا يمكن أن تزداد الطاقة والإنتروبي في الوقت نفسه.
C
.6 ما مقدار الحرارة اللازمة لتدفئة 363 mL من الماء في زجاجة أطفال من 24 ˚C إلى 38 ˚C؟
.A 21 kj
.B 36 kj
.C 121 kj
.D 820 kj
A
.7 تكون هناك دائماً كمية من الحرارة المفقودة في المحرك الحراري؛ لأن:
A. الحرارة لا تنتقل من الجسم البارد إلى الجسم الساخن.
B. الاحتكاك يعمل على إبطاء المحرك.
C. الإنتروبي يزداد في كل مرحلة.
.D مضخة الحرارة تستخدم طاقة.
C
.8 ما مقدار الحرارة الممتصة عندما ينصهر 81 g من الجليد عند درجة 0.0 ˚C في دورق ويسخن إلى 10 ˚C؟
A. 0.34 kj
B. 27 kj
C. 30 kj
D. 190 kj
C
9. إذا بذلت 0.050 j من الشغل على القهوة في الفنجان في كل مرة تحركها, فما مقدار الزيادة في الإنتروبي في 125 mL من القهوة عند درجة 65 ˚C عندما تحركها 85 مرة؟
A. 0.013 j/k
B. 0.050 j
C. 0.095 j/k
D. 4.2 j
A
الأسئلة الممتدة
.10 ما الفرق بين الحرارة اللازمة لصهر 454 g من الجليد عند 0.0 ˚C, والحرارة اللازمة لتحويل 454 g من الماء عند 100 ˚C إلى بخار؟ وهل مقدار الفرق أكبر أم أقل من كمية الطاقة اللازمة لتسخين 454 g من الماء عند 0.00 ˚C إلى 100.0 ˚C؟
للصهر=152 kJ وللتبخير=1030 kJ
يتطلب التحويل إلي بخار طاقة اكبر بمقدار 878kJ
وللتسخين=190 kJ
إن الفرق في الطاقة بين الحالتين اكبر من الطاقة التي يتطلبها تسخين الماء في الحالة السائلة





الفصل السادس(حالات المادة)

6-1 خصائص الموائع

مسائل تدريبية
.1 إذا كان الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر يساوي 1.0 × 105 Pa تقريباً, فما مقدار القوة التي يؤثر بها الهواء عند مستوى سطح البحر في سطح مكتب طوله 152 cm وعرضه 76 cm؟ 1.2x105 N
.2 يلامس إطار سيارة سطح الأرض بمساحة مستطيلة عرضها 12 cm وطولها 18 cm, فإذا كانت كتلة السيارة 925 kg, فما مقدار الضغط الذي تؤثر به السيارة في سطح الأرض إذا استقرت ساكنة على إطاراتها الأربعة؟ 100 kPa
.3 كتلة من الرصاص أبعادها 5.0 cm × 10.0 cm × 20.0 cm تستقر على الأرض على أصغر وجه, فإذا علمت أن كثافة الرصاص 11.8 g/cm3, فما مقدار الضغط الذي تؤثر به كتلة الرصاص في سطح الأرض؟ 23 kPa
.4 يمكن أن يصبح الضغط في أثناء الإعصار أقل 15 % من الضغط الجوي المعياري, افترض أن الإعصار حدث خارج باب طوله195 cm وعرضه 91 cm, فما مقدار القوة المحصلة التي تؤثر في الباب نتيجة هبوط مقداره 15 % من الضغط الجوي المعياري؟ وفي أي اتجاه تؤثر القوة؟ 2.7x104 N تتجه من داخل المنزل إلي خارجه
.5 يلجأ المهندسون في المباني الصناعية إلى وضع المعدات والآلات الثقيلة على ألواح فولاذية عريضة, بحيث يتوزع وزن هذه الآلات على مساحات أكبر. فإذا خطط مهندس لتركيب جهاز كتلته 454 kg على أرضية صممت لتتحمل ضغطاً إضافياً مقداره 5.0 × 104 Pa, فما مساحة صفيحة الفولاذ




مسائل تدريبية
.6 يُستخدم خزان من الهليوم ضغطه 15.5 × 106 Pa, ودرجة حرارته 293 k, لنفج البالون على صورة دمية, فإذا كان حجم الخزان 0.020 m3, فما حجم البالون إذا امتلأ عند 1.00 ضغط جوي, ودرجة حرارة 323 k؟ 3.4 m3
7. ما مقدار كتلة غاز الهيليوم في المسألة السابقة إذا علمت أن الكتلة المولية لغاز الهيليوم 4.00 g/mol؟ 510 g
8. يحتوي خزان على 200.0 L من الهيدروجين درجة حرارته 0.0 ˚C ومحفوظ عند ضغط مقداره 156 kPa, فإذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 95 ˚C, وانخفض الحجم ليصبح 175 L, فما ضغط الغاز الجديد؟ 240 kPa
9. إن معدل الكتلة المولية لمكونات الهواء (ذرات الأكسجين الثنائية وذرات النيتروجين الثنائية بشكل رئيس) 29 g/mol تقريباً, فما حجم 1.0 kg من الهواء عند ضغط يساوي الضغط الجوي و20.0 ˚C؟ 0.83 m3


6-1 مراجعة
.10 الضغط والقوة افترض أن لديك صندوقين, أبعاد الأول 20 cm × 20 cm × 20 cm, وأبعاد الثاني 20 cm × 20 cm × 40 cm.
.a قارن بين ضغطي الهواء في المحيط الخارجي لكل من الصندوقين؟
ضغطي الهواء متساويان على الصندوقين
.b قارن بين مقداري القوة الكلية للهواء المؤثرة في كل من الصندوقين؟
بما أن F=PA لذلك تكون القوة الكلية للهواء اكبر على الصندوق ذي المساحة الكبرى ولان المساحة السطحية للصندوق الثاني ضعف المساحة السطحية الكلية عليه ضعف القوة الكلية على الصندوق الأول
.11 علم الأرصاد الجوية يتكون منطاد الطقس الذي يستخدمه الراصد الجوي من كيس مرن يسمح للغاز في داخله أن يتمدد بحرية. إذا كان المنطاد يحتوي على 25.0 m3 من غاز الهيليوم وأطلق من منطقة عند مستوى سطح البحر, فما حجم الغاز عندما يصل المنطاد ارتفاع 2100 m, حيث الضغط عند ذلك الارتفاع 0.85 × 105 Pa؟ افترض أن درجة الحرارة ثابتة لا تتغير. 31 m3
.12 انضغاط الغاز تحصر آلة احتراق داخلي في محرك كمية من الهواء حجمها 0.00021 m3 عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة 303 k, ثم تضغط الهواء بسرعة ليصل إلى ضغط مقداره 20.1 × 105 Pa وحجم 0.0003 m3, ما درجة الحرارة النهائية للهواء المضغوط؟ 900 K
.13 الكثافة ودرجة الحرارة إذا كانت درجة الحرارة الابتدائية للماء 0 ˚C, فكيف تتغير كثافة الماء إذا سُخن إلى 4 ˚C, وإلى 8 ˚C؟
عندما يسخن الماء من الصفر السيليزية تزداد كثافته حني تصل إلي قيمتها العظمي عند 4 سيليزية وتتناقص كثافة الماء عند الاستمرار في التسخين حني 8 سيليزية
.14 الكتلة المولية المعيارية ما حجم 1.00 mol من الغاز عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة تساوي 273 k؟ 0.0224 m3
.15 الهواء في الثلاجة ما عدد مولات الهواء الموجودة في ثلاجة سعتها 0.635 m3 عند 2.00 ˚C؟ وما مقدار كتلة الهواء في ثلاجة إذا كان معدل الكتلة المولية للواء 29 g/mol؟ 820 g , 28.1 mol
.16 التفكير الناقد الجزيئات المكونة لغاز الهيليوم صغيرة جداً مقارنة بالجزيئات المكونة لغاز ثاني أكسيد الكربون. ماذا يمكن أن تستنتج حول عدد الجزيئات في عينة من غاز ثاني أكسيد الكربون حجمها 2.0 L مقارنة بعدد الجزيئات في عينة من غاز الهيليوم حجمها 2.0 L إذا تساوت العينتان في درجة الحرارة والضغط؟
هناك عددان متساويان مكن الجسيمات في العينتين في الغاز المثالي لا يؤثر حجم الجسيمات في حجم الغاز أو ضغطه



6-2 القوى داخل السوائل

-2 6مراجعة
.17 التبخر والتبريد عندما يصاب طفل بالحمى في الماضي كان الطبيب يقترح أن يمسح الطفل بقطعة إسفنج مبللة بالكحول. كيف يمكن أن يساعد هذا الإجراء؟
بما أن الكحول يتبخر بسهولة فانه يوجد تأثير تبريد بالتبخر يمكن ملاحظته بسهولة
.18 الشد السطحي لمشبك الورق كثافته أكبر من كثافة الماء, ومع ذلك يمكن أن يطفو على سطح الماء. فما الخطوات التي يجب أن تتبعها لتحقيق ذلك؟ وضح إجابتك.
ينبغي أن يوضع مشبك الورق بحذر وبشكل مستوي على سطح الماء فهذا من شأنه تقليل الوزن لكل وحدة مساحة علي سطح الماء الذي سيستقر عليه مشبك الورق
.19 اللغة والفيزياء نستخدم في لغتنا العربية مصطلحات, منها "الشريط اللاصق" و"العمل كمجموعة متماسكة", فهل استخدام المفردتين (التلاصق والتماسك) في سياق كلامنا مطابق لمعانيهما في الفيزياء؟
نعم، يلتصق الشريط اللاصق بأشياء أخري عنه ليست من النوع نفسه المجموعة المتماسكة مجموعة من الأشخاص الذين يعملون معا
.20 التلاصق والتماسك وضح لماذا يلتصق الكحول بسطح الأنبوب الزجاجي في حين لا يلتصق الزئبق.
قوة تلاصق الكحول بالزجاج اكبر كثيرا من قوة تلاصق الزئبق بالزجاج كما أن قوي التماسك للزئبق اقوي من قوة التصاقه بالزجاج
.21 الطفو كيف تستطيع القول إن مشبك الورق في المسألة 18 لا يطفو؟
اذا اخترق مشبك الورق سطح الماء فانه يغطس
.22 التفكير الناقد تجلس فاطمة في يوم حار ورطب في باحة منزلها, وتحمل كأساً من الماء البارد, وكان السطح الخارجي للكأس مغطى بطبقة من الماء, فاعتقدت أختها أن الماء يتسرب من خلال الزجاج من الداخل إلى الخارج. اقترح تجربة يمكن لفاطمة أن تجريها لتوضح لأختها من أين يأتي الماء.
قد تزن فاطمة الكأس قبل تبريدها في الثلاجة ثم تخرجها من الثلاجة وتدع الرطوبة تتجمع على سطحها الخارجي ثم تزنها مرة أخري


6-3 الموائع الساكنة والمتحركة

مسائل تدريبية
.23 إن كراسي أطباء الأسنان أمثلة على أنظمة الرفع الهيدروليكية. فإذا كان الكرسي يزن 1600 N ويرتكز على مكبس مساحة مقطعه العرضي 1440 cm2, فما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في المكبس الصغير الذي مساحة مقطعه العرضي 12 cm2 لرفع الكرسي؟ 80 N
.24 تؤثر آلة بقوة مقدارها 55 N في مكبس هيدروليكي مساحة مقطعه العرضي 0.015 cm2, فترفع سيارة صغيرة. فإذا كانت مساحة المقطع العرضي للمكبس الذي ترتكز علية السيارة 2.4 m2, فما وزن السيارة؟ 8800 N
.25 يحقق النظام الهيدروليكي الهدف نفسه تقريباً الذي تحققه الرافعة ولعبة الميزان, وهو مضاعفة القوة. فإذا وقف طفل وزنه 400 N على أحد المكبسين بحيث يتزن مع طفل آخر وزنه 110 N يقف على المكبس الثاني, فما النسبة بين مساحتي مقطعي المكبسين العرضيين؟ 0.4
.26 تستخدم في محل صيانة للآلات رافعة هيدروليكية لرفع الآت ثقيلة لصيانتها, ويحتوي نظام الرافعة مكبساً صغيراً مساحة مقطعه العرضي 7.0 × 10-2 m2, ومكبساً كبيراً مساحة مقطعه العرضي 2.1 × 10-1 m2, وقد وضع على المكبس الكبير محرك يزن 2.7 × 103 N.
.a ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في المكبس الصغير لرفع المحرك؟ 900 N
.b إذا ارتفع المحرك 0.20 m, فما المسافة التي تحركها المكبس الصغير؟ 0.6 m
مسائل تدريبية
.27 إن كثافة القرميد الشائع الاستخدام أكبر 1.8 مرة من كثافة الماء. ما الوزن الظاهري لقالب من القرميد حجمه 0.20 m3 تحت الماء؟ 1600 N
.28 يطفو سباح في بركة ماء, بحيث يعلو رأسه قليلاً فوق سطح الماء. فإذا كان وزنه 610 Nفما حجم الجزء المغمور من جسمه؟ 6.2x10-2 m3
.29 ما مقدار قوة الشد في حبل يحمل كاميرا وزنها 1250 N مغمورة في الماء, إذا علمت أن حجم الكاميرا 1.65 × 10-3 m3؟ 1090 N
.30 صنع لوح من الفلين الصناعي كثافته تساوي 0.10 مرة من كثافة الماء تقريباً. ما أكبر وزن من قوالب القرميد تستطيع وضعها على لوح الفلين الصناعي الذي أبعاده 1.0 m × 1.0 m × 0.10 m, بحيث يطفو اللوح على سطح الماء تماماً, وتبقى قوالب القراميد جافة؟ 880 N
.31 يوجد عادة في الزوارق الصغيرة قوالب من الفلين الصناعي تحت المقاعد, لتساعدها على الطفو في حال امتلأ الزورق بالماء. ما أقل حجم تقريبي من قوالب الفلين اللازمة ليطفو قارب وزنه 480 N؟ 4.9x10-2 m3


6-3مراجعة
.32 الطفو والغطس هل تطفو علبة شراب الصودا في الماء أم تغطس فيه؟ جرب ذلك. وهل يتأثر ذلك بكون الشراب خالياً من السكر أم لا؟ تحتوي جميع علب شراب الصودا على الحجم نفسه من السائل 354 mL, وتزيح الحجم نفسه من الماء, فما الفرق بين العلبة التي تغطس والأخرى التي تطفو؟
يذوب ربع كأس من السكر تقريبا في كأس من شراب الصودا العادي مما يجعله أكثر كثافة من الماء أما شراب الصودا الخالي من السكر فيحتوي على كمية قليلة من المحليات الصناعية لذلك يكون شراب الصودا الخالي من السكر اقل كثافة من شراب الصودا العادي
.33 الطفو والكثافة تزود صنارة الصيد بقطعة فلين تطفو بحيث يكون عشر حجمها تحت سطح الماء. ما كثافة الفلين؟
كثافة الفلين 1/10 كثافة الماء تقريبا
.34 الطفو في الهواء يرتفع منطاد الهيليوم لأن قوة طفو الهواء تحمله, فإذا كانت كثافة غاز الهيليوم 0.18 kg/m3 وكثافة الهواء 1.3 kg/m3, فما حجم منطاد الهيليوم اللازم لرفع قالب من الرصاص وزنه 10 N؟ 0.9 m3
.35 انتقال الضغط صممت لعبة قاذفة للصواريخ بحيث يدوس الطفل على أسطوانة من المطاط, مما يزيد من ضغط الهواء في أنبوب القاذف فيدفع صاروخاً خفيفاً من الرغاوي الصناعية في الهواء, فإذا داس الطفل بقوة 150 N على مكبس مساحته 2.5 × 10-3 m2, فما القوة المنتقلة إلى أنبوب القذف الذي مساحة مقطعه 4.0 × 10-4 m2؟ 24 N
.36 الضغط والقوة رُفع سيارة تزن2.3 ×104 N بواسطة أسطوانة هيدروليكية 0.15 m2.
.a ما مقدار الضغط في الأسطوانة الهيدروليكية؟ 1.5x105 Pa
.b ينتج الضغط في أسطوانة الرفع بواسطة التأثير بقوة في أسطوانة مساحتها 0.0082 m2, ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في هذه الأسطوانة الصغيرة لرفع السيارة؟ 1.3x103 N


37 الإزاحة أي مما يلي يزيح ماء أكثر عندما يوضع في حوض مائي؟
.a قالب ألمونيوم كتلته 1.0 kg, أم قالب رصاص كتلته 1.0 kg؟
سيزيح قالب الالومنيوم كمية اكبر من الماء
b. قالب ألمونيوم حجمه 10 cm3, أم قالب رصاص حجمه 10 cm2؟
سيزيح كل منهما الحجم نفسه من الماء
.38 التفكير الناقد اكتشفت في المسألة التدريبية رقم 4, أنه عندما يمر إعصار فوق منزل فإن المنزل ينهار أحياناً من الداخل إلى الخارج. فكيف يفسر مبدأ برنولي هذه الظاهرة؟ وماذا يمكن أن نفعل لتقليل خطر اندفاع الباب أو الشباك إلى الخارج وتحطمه؟
يكون ضغط هواء الإعصار السريع اقل من ضغط الهواء الساكن نسبيا داخل المنزل مما يولد قوة هائلة على النوافذ والأبواب وجدران المنزل ويمكن تقليل هذا الفرق في الضغط عن طريق فتح الأبواب والنوافذ وذلك للسماح للهواء بالتدفق بحرية خارج المنزل






6-4 المواد الصلبة

مسائل تدريبية
.39 قطعة من الألومنيوم طولها 3.66 m عند درجة حرارة 28 ˚C. كم يزداد طول القطعة عندما تصبح درجة حرارتها 39 ˚C؟ 6.1 mm
.40 قطعة من الفولاذ طولها 11.5 m عند 22 ˚C, فإذا سخنت حتى أصبحت درجة حرارتها 1221 ˚C, وهي قريبة من درجة حرارة انصهارها, فكم يبلغ طولها بعد التسخين؟ 11.7 cm
41. ملئ وعاء زجاجي سعته 400 m1 عند درجة حرارة الغرفة بماء بارد درجة حرارته 4.4 ˚C. ما مقدار الماء المسكوب من الوعاء عندما يسخن الماء إلى 30.0 ˚C ؟ 2 mL
.42 مُلئ خزان شاحنة لنقل البنزين سعته 725 L, 45 بالبنزين لينقله من مدينة الدمام نهاراً حيث كانت درجة الحرارة 38.0 ˚C, إلى مدينة تبوك ليلاً حيث درجة الحرارة -2.0 ˚C.
.a كم لتراً من البنزين سيكون في خزان الشاحنة في تبوك؟ 4.4x104 L
b. ماذا حدث للبنزين؟
يتناقص حجم البنزين لان درجة الحرارة انخفضت في حين تبقي كتلة البنزين كما هي
43. حُفر ثقب نصف قطره 0.85 m في صفيحة من الفولاذ عند 30.0 ˚C فكان الثقب يتسع بالضبط لقضيب من الألومنيوم له نصف القطر نفسه. ما مقدار الفراغ بين الصفيحة والقضيب عندما يبردان لدرجة حرارة 0.0 ˚C؟ 1.6x10-4 cm
.44 دُرجت مسطرة من الفولاذ بوحدة الملمترات, بحيث تكون دقيقة بصورة مطلقة عند 30.0 ˚C. فما النسبة المئوية التي تمثل عدم دقة المسطرة عند -30.0 ˚C؟ -0.072%


6-4 مراجعة
.45 التقلص الحراري النسبي إذا ركبت باباً من الألومنيوم في يوم حار على إطار باب من الأسمنت, وأردت أن يكون الباب محكم الإغلاق تماماً في أيام الشتاء الباردة, فهل ينبغي أن تجعل الباب محكماً في الإطار أم تترك فراغاً إضافياً؟
احكم إغلاق الباب
.46 حالات المادة لماذا يعد الشمع مادة صلبة؟ ولماذا يعد أيضاً سائلاً لزجاً؟
يمكن أن يعد الشمع مادة صلبة لان حجمه وشكله محددان ويمكن اعتباره مائعا لزجا لان جسيماته لا تشكل نمطا بلوريا ثابتا
47. التمدد الحراري هل يمكنك تسخين قطعة من النحاس بحيث يتضاعف طولها؟
لمضاعفة طول قطعة النحاس يجب ان تزداد درجة حرارتها بمقدار 6.3x104 درجة سيليزية وعند تلك الدرجة يتبخر النحاس
48. حالات المادة هل يزودنا الجدول 6-2 بطريقة للتمييز بين المواد الصلبة والسوائل؟
معاملات التمدد الحجمي للسوائل اكبر كثيرا من معاملات التمدد الحجمي للمواد الصلبة
.49 المواد الصلبة والسوائل يمكن تعريف المادة الصلبة على أنها تلك المادة التي يمكن ثنيها على الرغم من أنها تقاوم الانحناء. فسر كيف ترتبط هذه الخصائص مع ترابط الذرات في المواد الصلبة لكنها لا تنطبق على السوائل؟
جسيمات المادة السائلة متباعدة واقل ارتباطا وبما أن الجسيمات حرة التدفق بعضها فوق بعض فان السوائل لا تنحني
.50 التفكير الناقد قُطع من الحلقة الحديدية الصلبة في الشكل 6-23 قطعة صغيرة. فإذا سخنت الحلقة التي في الشكل, فهل تصبح الفجوة أكبر أم أصغر؟ وضح إجابتك.
ستصبح الفجوة أكثر اتساعا





التقويم

.51 أكمل خريطة المفاهيم أدناه مستخدماً المصطلحات التالية: الكثافة, اللزوجة, المرونة, الضغط.

ويمكن استخدام المفهوم الواحد أكثر من مرة.

حالات المادة
المواد الصلبة-الموائع
الكثافة-المرونة-الكثافة-اللزوجة
الضغط

اتقان المفاهيم

52 كيف تختلف القوة عن الضغط؟
تعتمد القوة فقط علي دفع الجسم أو سحبه في حين يعتمد الضغط على القوة كما يعتمد على المساحة التي تؤثر فيها القوة
53. حصر غاز في وعاء مغلق بإحكام, ووضع سائل في وعاء له الحجم نفسه وكان لكل من الغاز والسائل حجم محدد, فكيف يختلف أحدهما عن الآخر؟
لن يتغير حجم السائل وسيتمدد الغاز حسب حجم الوعاء الذي يحويه
54. ما أوجه التشابه والاختلاف بين الغازات والبلازما؟
كلاهما ليس له حجم أو شكل محدد أن جسيمات البلازما ذات طاقة عالي جدا وتستطيع البلازما إيصال الكهرباء
55. تتكون الشمس من البلازما, فكيف تختلف بلازما الشمس عن تلك التي على الأرض؟
بلازما الشمس حارة جدا والأكثر أهمية من ذلك أن كثافتها عالية جدا لدرجة أن كثافتها اكبر من كثافة اغلب المواد الصلبة على الأرض
56. تنصهر البحيرات المتجمدة خلال فصل الربيع, فما تأثير ذلك في درجة حرارة الهواء فوق البحيرة؟
لكي ينصهر الجليد يجب أن يمتص كمية من الطاقة الحرارية اللازمة لانصهاره من الهواء والماء مما يؤدي الي تبريد الهواء فوقه

57. الكشافة تغطي المطرات التي يستخدمها الكشافة أحياناً بكيس من قماش الكتان. إذا رطبت الكيس الذي يغطي المطرة فإن الماء في المطرة سيبرد. فسر ذلك.
يتبخر الماء الموجود في كيس القماش ممتصا الطاقة من المطرة ومن الماء الذي داخلها



58. ماذا يحدث للضغط عند قمة الإناء إذا ازداد الضغط عند قاعه اعتماداً على مبدأ باسكال؟
تتوزع التغيرات في الضغط بالتساوي على جميع أجزاء الإناء حيث يتزايد الضغط عند الأعلى
.59 ينتقل تيار مائي خلال خرطوم ويخرج من فوهته. فماذا يحدث لضغط الماء عندما تزداد سعته؟
يتناقص ضغط الماء حسب مبدأ برنولي
60. بم تخبرك الأواني المستطرقة الموضحة في الشكل 6-24 عن الضغط المؤثر بواسطة السائل؟
توضح أنابيب الاتزان أن الضغط لا يعتمد علي شكل الوعاء
61. قارن بين ضغط الماء على عمق 1 m تحت سطح بركة صغيرة وضغط الماء عند العمق نفسه تحت سطح بحيرة؟
حجم الماء أو شكله غير مهمين بل المهم هو العمق فقط لذلك يكون الضغط متساويا في كلتا الحالتين
.62 كيف يختلف ترتيب الذرات في المادة البلورية عن ترتيبها في المادة غير البلورية؟
تترتب الذرات في المادة البلورية في نمط مرتب أما في المادة غير البلورية فتكون الذرات عشوائية أي ليس لها نمط مرتب
63. هل يعتمد معامل التمدد الطولي على وحدة الطول المستخدمة؟ فسر ذلك.
لا، فمعامل التمدد مقياس لتمدد الجسم بالنسبة لطوله الكلي اما الوحدات والطول الكلي فلا يغيران من قيمةα
تطبيق المفاهيم
64. يستقر صندوق على شكل متوازي مستطيلات على وجهة الأكبر على طاولة. فإذا أدير الصندوق بحيث أصبح يستقر على وجهة الأصغر, فهل يزداد الضغط على الطاولة, أم ينقص أم يبقى دون تغيير؟
يزداد الضغط ويبقي الوزن كما هو فالضغط هو الوزن المؤثر في وحدة المساحة
65. بين أن وحدة الباسكال تكافئ وحدة kg/m.s2.
1Pa= 2 N/m2= 1 kg/m.s2
.66 شحن البضائع أيهما تغطس لمسافة أعمق في الماء: باخرة مملوءة بكرات تنس طاولة أم باخرة فارغة مماثلة لها؟ فسر إجابتك.
سوف تغطس الباخرة المملوءة بكرات التنس إلي عمق اكبر داخل الماء لان لها وزنا اكبر
67. ما عمق وعاء من الماء الضغط عند قاعه يساوي قيمة الضغط في قاع وعاء مملوء بالزئبق, وعمقه 10.0 cm, علماً بأن كثافة الزئبق تزيد 13.55 مرة على كثافة الماء؟
136 cm
68. وضعت قطرا من الزئبق, والماء, والإيثانول والأسيتون على سطح مستو أملس, كما في الشكل 6-25. ماذا تستنتج عن قوى التماسك في هذه السوائل من خلال هذا الشكل؟
تكون قوي التماسك الأقوى في الزئبق في حين تكون الأضعف في الاسيتون وكلما كانت قوة التماسك اكبر اتخذت القطرة شكلا كرويا أكثر
69. يتبخر الكحول بمعدل أسرع من تبخر الماء عند درجة الحرارة نفسها, ماذا تستنتج من هذه الملاحظة عن خصائص الجزيئات في كلا السائلين؟
إن قوي التماسك للماء اكبر من قوى التماسك للكحول



70. افترض أنك استخدمت مثقباً لإحداث ثقب دائري في صفيحة من الألومنيوم. إذا سخنت الصفيحة, فهل يزداد حجم الثقب أم يقل؟ فسر ذلك.
كلما سخنت الصفيحة أكثر ازداد حجم الثقب
71. وضعت خمسة أجسام في خزان من الماء كثافاتها على النحو الآتي:
a. 0.85 g/cm3 .d 1.15 g/cm3
.b 0.95 g/cm3 e . 1.25 g/cm3
.c 1.05 g/cm3
وكثافة الماء 1.00 g/cm3. ويوضح الشكل 6-26 ستة مواقع محتملة لهذه الأجسام, اختر المواقع من 1 إلى 6 لكل من الأجسام الخمسة. (ليس من الضروري اختيار المواقع كلها)
a-1 , b-2 , c-6 , d-6 , e-6
72. تم تسخين حجمين متساويين من الماء في أنبوبين ضيقين ومتماثلين, إلا أن الأنبوب A مصنوع من الزجاج العادي, والأنبوب B مصنوع من الزجاج القابل للتسخين في الأفران. وعندما ارتفعت درجة الحرارة, ارتفع مستوى الماء في الأنبوب B أكثر من الأنبوب A. فسر ذلك.
يتمدد الزجاج المستخدم في الأفران بمقدار اقل من الزجاج العادي عند التسخين فلا يرتفع الماء في الأنبوب A كثيرا لان أنبوب الزجاج العادي قد تمدد وازداد حجمه


إتقان حل المسائل
6-1 خصائص الموائع
73. الكتاب المقر كتاب فيزياء كتلته 0.85 kg, وأبعاد سطحه 24.0 cm × 20.0 cm, يستقر على سطح طاولة.
.a ما القوة التي يؤثر بها الكتاب في الطاولة؟ 8.3 N
.b ما الضغط الذي يؤثر به الكتاب؟ 1700 Pa
74. أسطوانة مصمتة كتلتها 75 kg وطولها 2.5 m ونصف قطر قاعدتها 7.0 cm تستقر على إحدى قاعدتيها. ما مقدار الضغط الذي تؤثر به؟ 4.8x104 Pa
75. ما مقدار القوة الرأسية الكلية أسفل الغلاف الجوي التي تؤثر في قمة رأسك الآن؟ افترض أن مساحة قمة رأسك 0.025 m2 تقريباً. 2500 N
76. المشروبات الغازية إن غاز ثاني أكسيد الكربون CO2)) المذاب في شراب الصودا يجعله يفور, وتتم عادة إذابة كمية من غاز ثاني أكسيد الكربون تساوي 8.0 L تقريباً عند ضغط يساوي الضغط الجوي ودرجة حرارة 300.0 k في زجاجة مشروبات غازية سعتها 2 L. إذا كانت الكتلة المولية للغاز CO2 تساوي 44 g/mol.
.a فما عدد المولات من غاز ثاني أكسيد الكربون في زجاجة سعتها 2 L؟ 0.33 mol
.b وما كتلة غاز ثاني أكسيد الكربون الموجودة في زجاجة صودا سعتها 2 L؟ 14 g
77. كما هو موضح في الشكل 6-27, فإن مقياس الحرارة ذا الضغط الثابت مصنوع من أسطوانة تحتوي على مكبس يتحرك بحرية داخل الأسطوانة, ويبقى كل من الضغط وكمية الغاز داخل الأسطوانة ثابتين. وعندما ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض يتحرك المكبس إلى أعلى الأسطوانة أو إلى أسفلها. إذا كان ارتفاع المكبس في الأسطوانة 20 cm عند 0 C˚, فما ارتفاع المكبس عندما تكون درجة الحرارة 100 ˚C؟ 30 cm
78. يحصر مكبس مساحته 0.015 m3 كمية ثابتة من الغاز في أسطوانة حجمها 0.23 m3, فإذا كان الضغط الابتدائي للغاز 1.5 ×105 Pa, ووضع جسم كتلته 150 kg على المكبس المتحرك فتحرك المكبس في اتجاه الأسفل إلى موقع جديد كما موضح في الشكل 6-28, فما الحجم الجديد للغاز داخل الأسطوانة, علماً بأن درجة الحرارة ثابتة. 0.14 m3
79. المركبات يصمم إطار سيارة معينة ليستخدم عند ضغط معاير مقداره30.0 psi, أو 30.0 باوند لكل إنش مربع (واحد باوند لكل إنش مربع يساوي 6.90 × 103 pa)) ومصطلح ضغط معياري يعني الضغط الأعلى من الضغط الجوي. إن الضغط الحقيقي داخل الإطار يساوي 1.01 × 105 pa + (30.0 psi)(6.90 × 103 pa/psi) = 3.08 × 105 pa
وعندما تتحرك السيارة تزداد درجة حرارة الإطار ويزداد الضغط والحجم كذلك. افترض إنك ملأت إطار السيارة للحجم 0.55 m3 عند درجة حرارة 208 k وكان الضغط الابتدائي 30.0 psi, ولكن ازدادت درجة حرارة الإطار في أثناء القيادة لغاية 310 k وازداد الحجم بمقدار 0.58 m3.
.a ما مقدار الضغط الجديد في الإطار؟ 3.2x105 Pa
.b ما الضغط المعاير الجديد؟ 32 psi


6-3 الموائع الساكنة والموائع المتحركة
80. الخزان إذا كان عمق خزان خلف السد 17 m, فما ضغط الماء عند المواقع المختلفة الآتية؟
a. عند قاعدة السد. 1.7x105 Pa
.b على عمق 4.0 m من سطح الماء. 3.9x104 Pa
81. يستقر أنبوب اختبار رأسياً على حامل أنابيب اختبار, ويحتوي على زيت ارتفاعه 2.5 cm وكثافته 0.18 g/cm3, وماء ارتفاعه 6.5 m. ما مقدار الضغط المؤثر بواسطة السائلين عند قاع أنبوب الاختبار؟ 840 Pa
82. الأثريات تمثال طائر أثري مصنوع من معدن أصفر مُعلق بميزان نابضي, تشير قراءة الميزان النابضي إلى 11.81 N عندما يعلق التمثال في الهواء, وتشير إلى 11.19 N عندما يغمر التمثال كلياً في الماء.
.a جد حجم التمثال. 6.33x10-5 m3
.b هل تمثال الطائر مصنوع من الذهب p = 19.3 × 103 kg/m3)) أم مصنوع من الألومنيوم المطلي بالذهب p = 2.7 × 103 kg/m3))؟ 19000 kg/m3 مصنوع من الذهب
83. خلال تجربة في علم البيئة وضع حوض لتربية الأسماك مملوء حتى منتصفه بالماء على ميزان, فكانت قراءة الميزان 195 N.
.a أُضيف حجر وزنه 8 N إلى الحوض, فإذا غطس الحجر إلى قاع الحوض, فما قراءة الميزان؟ 203 N
.b أُزيل الحجر من الحوض, وعدلت كمية الماء حتى عادت قراءة الميزان ثانية 195 N, فإذا أضيفت سمكة تزن 2 N إلى الحوض, فما قراءة الميزان في حالة وجود السمكة في الحوض؟ 197 N
84. ما مقدار قوة الطفو المؤثرة في كرة وزنها 26.0 N إذا كانت تطفو على سطح ماء عذب؟ 26 N
85. ما مقدار أقصى وزن يستطيع أن يرفعه في الهواء بالون مملوء بحجم 1.00 m3 من غاز الهيليوم؟ افترض أن كثافة الهواء 1.20 kg/m3 وكثافة غاز الهيليوم 0.177 kg/m3, وأهمل كتلة البالون. 10 N
86. تزن صخرة 84 N في الهواء, وعندما غمرت في سائل كثافته ضعفا كثافة الماء أصبح وزنها الظاهري 46 N. ما وزنها الظاهري عندما تغمر في الماء؟ 50 N



87. جغرافية المحيطات انظر إلى الشكل 6-29, تستخدم عوامة كبيرة لحمل جهاز يستخدم في دراسة جغرافية المحيطات, وكانت العوامة مصنوعة من خزان أسطواني مجوف. فإذا كان ارتفاع الخزان 2.1 m ونصف قطره 0.33 m, والكتلة الكلية للعوامة وجهاز البحث 120 kg تقريباً. ويجب على العوامة أن تطفو بحيث يكون أحد طرفيها فوق سطح الماء؛ وذلك لحمل جهاز بث راديوي. فترض أن كتلة العوامة موزعة بانتظام, فكم يكون ارتفاع العوامة فوق سطح الماء عندما تطفو؟ 0.7 m
6-4 المواد الصلبة
.88 إذا كان طول قضيب مصنوع من معدن مجهول 0.975 m عند 45 ˚C, وتناقص طوله ليصبح 0.972 m عند 23 ˚C, فما معامل تمدده الطولي؟ 1.4x10-4 ˚C-1
89. صمم مخترع مقياس حرارة من قضيب ألومنيوم طوله 0.500 m عند درجة حرارة 273 k. واعتمد المخترع قياس طول قضيب الألومنيوم لتحديد درجة الحرارة. فإذا أراد المخترع أن يقيس تغيراً في درجة الحرارة مقداره 1.0 k, فكم يجب أن تكون دقة قياس طول القضيب؟ 1.3x10-5 m
90. الجسور جسر طوله 300 m في شهر أغسطس عندما كانت درجة الحرارة 50 ˚C, فكم يكون مقدار الفرق في الطول في إحدى ليالي شهر يناير إذا كانت درجة الحرارة 10 ˚C؟ 0.1 m
91 أنبوب من النحاس طوله 2.00 m عند .23 ˚C ما مقدار التغير في طوله إذا ارتفعت درجة حرارته إلى 978 ˚C؟ 3.1x10-2 m
92. ما التغير في حجم قالب من الأسمنت حجمه 1.0 m3 إذا ارتفعت درجة حرارته بمقدار 45 ˚C؟ 1.6x10-3 m3
93. الجسور يستخدم عمال بناء الجسور عادة مسامير بحيث تكون أكبر من ثقب المسمار؛ وذلك لجعل الوصلة مشدودة أكثر. ويبرد المسمار قبل وضعه في الثقب. افترض أن العامل حفر ثقباً نصف قطره 1.2230 m لمسمار نصف قطره 1.2250 m, فلأي درجة حرارة يجب أن يبرد المسمار ليدخل في الثقب بشكل محكم إذا كانت درجة حرارته الابتدائية 20.0 ˚C؟ -120 ˚C
94. خزان مصنوع من الفولاذ نصف قطره 2.000 m وارتفاعه 5.000 m مُلئ بالميثانول عند درجة حرارة 10 ˚C. فإذا ارتفعت درجة الحرارة حتى 40.0 ˚C, فما مقدار الميثانول (بوحدة اللتر) الذي سيتدفق خارج الخزان إذا تمدد كل من الخزان والميثانول؟ 0.55 m3
95. سخنت كرة من الألومنيوم حتى أصبحت درجة حرارتها 580 ˚C, فإذا كان حجم الكرة 1.78 cm3 عند درجة حرارة 11 ˚C, فما مقدار الزيادة في حجم الكرة عند 580 ˚C؟ 7.6x10-2 cm3


97. صفيحة من الحديد مربعة الشكل طول ضلعها 0.330 m, سُخنت من 0 ˚C حتى أصبحت درجة حرارتها 95 ˚C.
.a ما مقدار تغير طول جوانب المربع؟ 3.8x10-4 m
.b ما نسبة التغير في مساحة المربع؟ 2.3x10-3
98. مكعب من الألومنيوم حجمه 0.350 cm3 عند درجة حرارة 350.0 k, فإذا بُرد إلى 270.0 k فما مقدار:
.a حجمه عند درجة 270.0 k؟0.348 m3
.b طول ضاع المكعب عند درجة 270.0 k؟ 0.703 m
.99 الصناعة صمم مهندس قطعة ميكانيكية مربعة الشكل لنظام تبريد خاص. تتألف القطعة الميكانيكية من قطعتين مستطيلتين من الفولاذ, وكانت القطعة المصممة مربعة تماماً عند درجة 293 k, ولكن عند درجة 170 k أصبحت القطعة مفتولة كما في الشكل 6-30. حدد أي القطع المبينة في الشكل مصنوعة من الفولاذ, وأيها مصنوعة من الألومنيوم؟
يعاني الجزأين 1و2 انكماشا اكبر في الطول من الجزأين 3و4 لذلك فان الجزأين 1و2 يجب أن يكونا مصنوعين من الالومنيوم الذي معامل تمدده اكبر من معامل تمدد الفولاذ
100. ما مقدار الضغط المؤثر في جسم الغواصة عند عمق 65 m؟ 7.4x105 Pa
101. جهاز الغطس يسبح غطاس مستخدماً جهاز الغطس على عمق 50 m تحت الماء مطلقاً 4.2 × 10-6 m3 من فقاقيع الهواء. ما حجم تلك الفقاقيع قبل وصولها إلى سطح الماء تماماً؟ 6.2x10-6 m3
102. تطفو كرة بولنج وزنها 18 N بحيث ينغمر نصفها فقط في الماء.
.a ما مقدار نصف قطر كرة البولنج؟ 0.19 m
.b ما الوزن الظاهري تقريباً لكرة بولنج تزن 36 N؟
غطس نصف كرة البولنج عندما كان وزنها 18 N يجب أن يكون الوزن الظاهري لكرة وزنها 36N قريبا من الصفر
.103 يطفو قضيب من الألومنيوم في حوض زئبق. فهل يطفو القضيب إلى أعلى أكثر أم أن جزءاً أكبر منه سينغمر عندما ترتفع درجة حرارة الزئبق؟
معامل التمدد الحجمي للزئبق اكبر من معامل التمدد الحجمي للالومنيوم لذلك فعند تسخينهما يصبح الالومنيوم أكثر كثافة من الزئبق وسوف يغطس إلي عمق اكبر في الزئبق


104. وضع 100.0 mL من الماء في وعاء من الزجاج العادي سعته 800.0 mL عند15.0 ˚C . كم سيرتفع مستوى الماء أو ينخفض عندما يسخن كل من الإناء والماء إلى 50.0 ˚C؟
يتمدد الماء: 0.735 mL ويتمدد الوعاء:0.756 mL
سوف ينخفض مستوي الماء قليلا ولكن ليس إلي المستوي الذي يمكن ملاحظته
105. صيانة السيارات تستخدم رافعة هيدروليكية لرفع السيارات لصيانتها, وتسمى رافعة الأطنان الثلاثة. فإذا كان قطر المكبس الكبير 22 mm, وقطر المكبس الصغير 6.3 mm. افترض أن قوة ثلاثة أطنان تعادل 3.0 × 104 N.
.a ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في المكبس الصغير لرفع وزن مقداره ثلاثة أطنان؟ 2500 N
.b تستخدم معظم رافعات السيارات رافعة لتقليل القوة اللازمة للتأثير فيها في المكبس الصغير. فإذا كان طول ذراع المقاومة لرافعة مثالية لتقليل القوة إلى 100.0 N؟ 75 cm
.106 المنطاد يحتوي منطاد الهواء الساخن على حجم ثابت من الغاز. عندما يُسخن الغاز يتمدد ويطرد بعض الغاز خارجاً من النهاية السفلى المفتوحة, لذلك تنخفض كتلة الغاز في المنطاد. فلماذا ينبغي أن يكون الغاز في المنطاد أكثر سخونة لرفع حمولة من الأشخاص إلى قمة ارتفاعها 2400 m عن سطح البحر, مقارنة بمنطاد مهمته رفع الحمولة ذاتها من الأشخاص إلى ارتفاع 6 m عن مستوى سطح البحر؟
يكون الضغط الجوي منخفضا عند الارتفاعات العالية لذلك فان كتلة حجم المائع المزاح بواسطة منطاد حجمه ثابت تكون اقل عن الارتفاعات الكبيرة وللحصول على قوة الطفو نفسها عند الارتفاعات الكبيرة ينبغي للمنطاد أن ينفث غازا أكثر حيث تلزمه درجة حرارة اكبر
107. عالم الأحياء تستطيع بعض النباتات والحيوانات العيش تحت ضغط مرتفع جداً.
a. ما مقدار الضغط المؤثر بواسطة الماء في جسم سمكة أو دودة تعيش بالقرب من قاع أخدود مائي في منطقة بورتوريكو الذي يبلغ عمقه 8600 m تحت سطح المحيط الأطلنطي؟ افترض أن كثافة مياه البحر 1030 kg/m3.
8.7x107 Pa
.b ما كثافة الهواء عند ذلك الضغط بالنسبة لكثافته فوق سطح المحيط؟
سوف تكون كثافة الهواء اكبر بمقدار 860 مرة من كثافة الهواء عند سطح المحيط


التفكير الناقد
108. تطبيق المفاهيم إذا كنت تغسل الأواني في حوض, فطفا أحد الأواني في الحوض, فقمت بملئه بماء الحوض فغطس إلى القاع, فهل ارتفع مستوى الماء في الحوض أم انخفض عندما انغمر الإناء؟
سينخفض مستوي الماء في الحوض
109. تطبيق المفاهيم إن الأشخاص الملازمين للسرير أقل احتمالاً للإصابة بمرض تقرح الفراش إذا استخدموا فرشة بدلاً من الفرشات العادية. فسر ذلك.
يتوافق سطح فرشة الماء ويتكيف مع تضاريس الجسم أكثر من الفرشة العادية كما يهبط الجسم في فرشة الماء بسهولة اكبر وتكون قوة الطفو من فرشة الماء تكون اقل
.110 حلل تعتمد إحدى طرائق قياس النسبة المئوية لمحتوى الدهون في الجسم على حقيقة أن الأنسجة الدهنية أقل كثافة من الأنسجة العضلية. كيف يمكن تقدير معدل كثافة شخص باستخدام ميزان وبركة سباحة؟ وما القياسات التي يحتاج الطبيب إلى تدوينها لإيجاد معدل النسبة المئوية للدهون في جسم شخص ما؟
يزن الطبيب الشخص بشكل طبيعي ثم يزنه وهو مغمور تماما في الماء وللتأكد من الانغمار التام لابد من إضافة أثقال إلي الشخص لان كثافة الإنسان عادة اقل من كثافة الماء كم ا يجب أن يقاس حجم الماء المزاح بواسطة الشخص إما متوسط كثافة الشخص فيمكن حسابه من توازن القوي التي تبقي الشخص في حالة اتزان تحت الماء
111. حلل واستنتج يلزم قوة رأسية إلى أسفل مقدارها 700 N لغمر كرة من البلاستيك كلياً كما في الشكل 6-31. إذا علمت أن كثافة البلاستيك 95 kg/m3, فما مقدار:
.a النسبة المئوية للجزء المغمور من الكرة إذا تُركت تطفو بحرية؟
سينغمر 9.5% من الكرة الطافية
.b وزن الكرة في الهواء؟ 70 N
c. حجم الكرة؟ 8x10-2 m3
.112 تطبيق المفاهيم توضع الأسماك الاستوائية التي تُربى في أحواض السمك المنزلية عند شرائها في أكياس بلاستيكية شفافة مملوءة جزئياً بالماء. إذا وضعت سمكة في كيس مغلق داخل الحوض, فأي الحالات المبينة في الشكل 6-32 تمثل أفضل ما يمكن أن يحدث؟ فسر استدلالك.
إن كثافة الماء في الكيس بالإضافة إلي كثافة السمك والبلاستيك مجتمعة قريبة من كثافة الماء في حوض الماء لذلك يجب أن يطفو الكيس على مستوي الماء في الكيس وعلى ارتفاع مستوي الماء نفسه في حوض الماء




الكتابة في الفيزياء
.113 تتمدد بعض المواد الصلبة عندما تبرد, ومن أكثر الأمثلة شيوعاً تمدد الماء عند انخفاض درجة حرارته بين 4 C˚ و0 C˚, ولكن تتمدد الأربطة المطاطية أيضاً عند تبريدها, ابحث عن سبب هذا التمدد.
تصنع الأربطة المطاطية من جزيئات المطاط الطويلة التي تسمي البوليمرات والتي تتخذ هيئة سلاسل مزودة ببعض الوصلات الطويلة وتنشأ خصائص المطاط من قدرة هذه الوصلات على الالتواء والدوران وعندما يبرد المطاط تتمدد هذه الوصلات بخط مستقيم تمام كوصلات سلسة الحديد التي تمسكها من احد طرفيها وتسمح لها أن تتدلي بحرية
.114 بحث العالم جاي- لوساك في قوانين الغاز, فكيف ساهم إنجاز جاي- لوساك في اكتشاف صيغة الماء؟
كان العالم الفرنسي جاي لوساك مهتما أيضا بصعود المنطاد إلي ارتفاعات عالية ولقد اكتشف انه عندما يكون للغازات درجة الحرارة نفسها والضغط نفسه فسوف تتفاعل حجومها بنسب ذات إعداد صغيرة وصحيحة لقد ساهم انجاز جاي لوساك في اكتشاف صيغة الماء وذلك بإثباته أن حجمين من غاز الهيدروجين يتفاعلان مع حجم واحد من غاز الأكسجين
مراجعة تراكمية
115. تتحرك سيارة كتلتها 875 kg في اتجاه الجنوب بسرعة 15 m/s فتصطدم بسيارة أخرى كبيرة كتلتها 1584 kg وتتحرك في اتجاه الشرق بسرعة 12 m/s, فتلتصقان معاً بعد التصادم, بحيث يكون الزخم الخطي محفوظاً.
.b جد سرعة حطام السيارتين مقدراً واتجاهاً بعد التصادم مباشرة, وتذكر أن الزخم كمية متجهة. 9.4 m/s
.c ينزلق الحطام على سطح الأرض ثم يتوقف, فإذا كان معامل الاحتكاك الحركي عندما كان الحطام ينزلق 0.55. ومع افتراض أن التسارع ثابت, فما مقدار مسافة الانزلاق بعد التصادم؟ 8.2 m
116. يرفع محرك قدرته 188 W حملاً بمعدل (سرعة) 6.50 m/s. ما مقدار أكبر حمل يمكن للمحرك أن يرفعه عند هذا المعدل؟




اختبار مقنن

أسئلة اختيار من متعدد
اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي:
.1 غاز حجمه 10.0 L محصور في أسطوانة قابلة للتمدد, فإذا تضاعف الضغط ثلاث مرات وازدادت درجة الحرارة 80 % عند قياسها بمقياس كلفن, فما الحجم الجديد للغاز؟
.A 2.70 L
.B 6.00 L
.C 16.7 L
.D 54.0 L
B
.2 حجم عينة من غاز النيتروجين يساوي 0.080 m3 عند ضغط جوي معياري 101.3 kPa, فإذا كان يوجد 3.6 mol من الغاز, فما مقدار درجة الحرارة؟
.A 0.27 k
.B 270 k
.C 0.27 ˚C
.D 270 ˚C
B
.3 يؤثر عامل بقوة مقدارها 200.0 N في مكبس مساحته 5.4 cm2, فإذا كان هذا المكبس هو المكبس الأول لرافعة هيدروليكية, كما هو موضح في الرسم أدناه, فما مقدار الضغط المؤثر في المائع الهيدروليكي؟
.A 3.7 × 101 Pa
.B 2.0 × 103 Pa
.C 3.7 × 103 Pa
.D 3.7 × 105 Pa
D



4. إذا كان المكبس الثاني في الرسم أعلاه يؤثر بقوة مقدارها 41000 N, فما مساحة المكبس الثاني؟
.A 0.0049 m2
.B 0.026 m2
.C 0.11 m2
.D 11 m2
C
.5 ما مقدار الوزن الظاهري لنموذج مصنوع من خشب خاص كثافته 1.10 g/cm3, إذا أزاح 786 mL ماء, عندما غُمر في بحيرة من الماء العذب؟
.A 0.770 N
.B 0.865 N
.C 7.70 N
.D 8.47 N
A
.6 ما مقدار قوة الطفو لجسم كتلته 17 kg أزاح 85 L من الماء؟
.A 1.7 × 102 N
.B 8.3 × 102 N
.C 1.7 × 105 N
.D 8.3 × 105 N
B
.7 أي الأجسام الآتية لا يحتوي على مادة في حالة البلازما؟
.A إضاءة النيون
.B النجوم
.C البرق
.D المصابيح العادية
D
.8 ما كتلة عينة من غاز ثاني أكسيد الكربون حجمها 365 mL عند3.0 ضغط جوي
(1 atm = 101.3 kPa)ودرجة حرارة 24 ˚C, إذا علمت أن الكتلة المولية لثاني أكسيد الكربون 44.0 g/mol؟
.A 0.045 g
.B 2.0 g
.C 2.0 kg
B
الأسئلة الممتدة
.9 بالون مملوء بالهواء حجمه 125 mL عند ضغط جوي معياري 101.3 kPa. فإذا رسا المنطاد على عمق 1.27 m تحت سطح الماء في بركة سباحة, كما في الشكل أدناه, فما الحجم الجديد للمنطاد؟
V2=P1V1/P2= 111 mL