شرح شامل وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية الكيمياء الصف الثاني عشر

شرح شامل وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية الكيمياء الصف الثاني عشر

أ. يصف تغيرات الطاقة الناتجة عن التغيرات الفيزيائية مثل غليان الماء، والتفاعلات الكيميائية مثل التنظيف بالبخار، والتفاعلات النووية مثل الانشطار النووي أو الاندماج النووي، من حيث إطلاق أو امتصاص الطاقة 

ب. يحل المسائل التي تتضمن تغيرات في درجات الحرارة وتغيرات في الحالة مستخدما المعادلات 

ج. يحل المسائل المتعلقة بانتقال الطاقة في تفاعل كيميائي ما مستخدما معادلة حساب كمية الطاقة، ويعبر عن النتائج من حيث الطاقة في كل مول من الوقود 

الطاقة 

قانون حفظ الطاقة 

طاقة الوضع الكيميائية 

الحرارة 

السعر الحراري 

الجول 

الحرارة النوعية 

من الرسم : قارن كيف تختلف طاقة وضع وطاقة حركة المتزلج عند البداية و عند النهاية ؟ 

a. تكون طاقة الوضع للمتزلج عالية في أعلى المسار بسبب موضعه. 

b. تتحول طاقة الوضع للمتزلج إلى طاقة حرارة. 

قارن فيم تختلف طاقة الوضع للمتزلج عند بوابة البدء عنها عند خط النهاية ؟ 

الشكل في بداية حركة المتزلج عند قمة الجبل تكون طاقة وضع عالية بسبب موقعها ومكانها وطاقة الحركة تساوي صفر وأثناء حركة المتزلج تتحول طاقة الوضع إلي طاقة حركة وتقل طاقة الوضع وتزيد طاقة الحركة و عند خط النهاية  تكون طاقة الوضع صفر وطاقة الحركة نهاية عظمي 

مثال : تتغير طاقة المتزلج من طاقة وضع إلى طاقة حركة أثناء رحلته السريعة نحو خط النهاية كذلك حركة الأشياء والاشخاص من حولك 

طبيعة الطاقة 

العوامل المؤثرة في الطاقة 

* الطاقة الكامنة (طاقة الوضع) 

عدد ونوع الروابط الكيميائية 

ذرات المادة 

ترتيب الذرات 

* الطاقة الحركية 

تتناسب طرديا مع درجه الحرارة 

الروابط الكيميائية 

" الأنظمة الكيمائية تحتوي على طاقة حركة وطاقة وضع" 

ترتبط الطاقة الحركية للمادة مباشرة مع الحركة الدائمة العشوائية لجسيماتها ،  و تتناسب طرديا مع درجة الحرارة.

قانون حفظ الطاقة (القانون الأول: الديناميكا الحرارية) 

يتم تحويل الطاقة من شكل إلى أخر ولكن لا تفنى ولا تستحدث خلال أي تفاعل كيميائي أو عملية فيزيائية 

مثال 1 :الطاقة عند اشتعال البروبان  

هل تم استحداث طاقة عند اشتعال غاز البروبان أم تحولت الطاقة من شكل الى آخر 

لم يتم استحداث الطاقة و لكن تحولت 

مثال 2 :الطاقة عند اشتعال الجازولين (الأوكتان ب) ) 

طاقة حفظ الطاقة القانون الأول في الديناميكيا الحرارية 

مثال 3: المحطة الكهرومائية 

هل تم استحداث الطاقة في المحطة الكهرومائية أم تحولت الطاقة من شكل الى أخر ؟ 

لم يتم استحداث الطاقة و لكن تحولت الطاقة المخزنة فى المادة بسبب تركيبها 

تقويم بنائي

1- تعتمد طاقة الوضع المخزنة في البروبان  على : 

أ- عدد ذرات الكربون والهيدروجين 

ب - ترتيب ذرات الكربون والهيدروجين 

ج. عدد ونوع وقوة الروابط بين ذرات الكربون والهيدروجين 

2- ماذا يحدث لطاقة الوضع الكيميائية عند اشتعال الوقود - ما تفسير ذلك ؟ 

تنخفض بسبب تحول طاقة الوضع الكيميائية المخزنة إلى طاقة حرارية 

3- كيف تتغير طاقة الوضع الكيميائية لنظام ما خلال تفاعل ماص للحرارة ؟ 

لا تتغير    تزداد ثم تقل    تقل    تزداد 

بعد مشاهدة المقطع : ما المقصود بالحرارة ؟ 

الحرارة : هي الطاقة التي تنقل من جسم اكثر سخونة إلى جسم أفقي سخونة

الأوكتان هو المكون الرئيس للجازولين الذي يحترق في محرك السيارة فيتحول جزء من طاقة الوضع الكيميائية للأوكتان ليقوم بتحريك المكابس مما يحرك العجلات ويدفع السيارة للحركة 

الحرارة : هي الطاقة التي تنقل من جسم أكثر سخونة الى جسم أقل سخونة 

قياس الحرارة 

- يعتبر انتقال الطاقة والتغير في درجة الحرارة مفتاحين لكيفية قياس الحرارة 

- لا يمكن قياس الحرارة مباشرة لكن تقاس الحرارة التي تنطلق أو التي تمتص من المادة 

- أداة قياس الحرارة المنطلقة أو الممتصة هي : المسعر الكالوريميتر) 

السعر : كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء النقي درجة سيليزية واحدة ( I C 

الحرارة (q): 

هي صورة من صور الطاقة تنتقل تلقائيا من جسم أعلى في درجة الحرارة إلى جسم درجة حرارته اقل 

أو هي الطاقة التي تنتقل بين عينات مادة يسيب الاختلاف في درجات حرارتها 

- تقاس الطاقة الممتصة أو المنطلقة في التغيرات الكيميائية والفيزيائية بالكالوريميتر أو المسعر الحراري 

قياس الحرارة: 

" إن انتقال الطاقة وما يتبعه من تغير في درجة الحرارة يعد مفتاحين لطريقة قياس الحرارة" 

السعر الحراري  calori: كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة من الماء النقي  

إشارة الحرارة السالبة تدل على أن الحرارة منطلقة 

نشاط كتابي 4 

1- لديك ثلاث عينات من الإيثانول كما هو موضح بالجدول التالي

g IOO من الإيثانول 

g IO من الإيثانول 

g 50.0 من الإيثانول 

أ. أي العينات أعلى في درجة الحرارة ؟ كيف تفسر ذلك ؟ 

لأن درجة الحرارة لا تعتمد كتلة المادة 

ب- أي العينات ينقل كمية حرارة أكبر عندما يبرد بمقدار c IO 

العينة A لأن كمية الحرارة تعتمد على كتلة المادة 

2- تم ترك كتل متساوية من الألمنيوم والذهب والحديد والفضة فى الشمس فينفس الوقت ولنفس الفترة الزمنية. 

- رتب الفلزات الأربعة وفقا لزيادة درجة حرارتهم من الأعلى الى الأسفل موظفا بيانات الجدول المقابل 

يتناسب مقدار التغير في درجة الحرارة عكسيا مع الحرارة النوعية 

الترتيب من الأعلى إلى الأقل في مقدار التغير في درجة الحرارة هو: 

الألمنيوم   الحديد    الفضة     الذهب

تبلغ قيمة الحرارة النوعية للذهب C. 129J /g.O بينما تبلغ قيمة الحرارة النوعية للماء C .J/g 4.184 فكلما ازداد تقارب الجسيمات من بعضها البعض تقل قيمة الحرارة النوعية فالحرارة النوعية للصلب أقل من السائل والسائل أقل من الغاز باستثناء الماء 

تبلغ قيمة الحرارة النوعية للماء السائل C .J/g 4.184 بينما تبلغ لبخار الماء C. g /O1J.2 

بسبب اختلاف الحالة الفيزيائية فالمسافات البينية تختلف فتتغير قيمة الحرارة النوعية للماء 

المادة التي لها حرارة نوعية عالية تمتص كمية كبيرة من الحرارة q لكي ترتفع درجة حرارتها T درجات قليلة 

3- ما هي الحرارة النوعية لسبيكة فلزية كتلتها g 38.8 خقدت1811 وانخفضت درجة حرارتها من 

إشارة كمية الحرارة لأن الحرارة منطلقة 

4- إذا أضيف 98OKJ من الطاقة إلى ا 20. 6 من الماء عند درجة حرارة K 291 . ما درجة الحرارة النهائية للماء ؟ 

علما أن كثافة الماء 1g/mL وحرارته النوعية J/g 4.18 

تقييم ذاتي

1- فلزان لهما الكتلة نفسها ولكنهما يختلفان في الحرارة النوعية يمتصان نفس الكمية من الحرارة أي الفلزين يحدث له التغير الأقل في درجة الحرارة 

أ. الفلز ذو الحرارة النوعية الاكبر

ب. كلاهما يخضعان لنفس التغير في درجة الحرارة 

ج. الفلز ذو الحرارة النوعية الأصغر 

د. لا يمكن تحديد ذلك من المعلومات المعطاة 

2- تعتمد كمية الطاقة المنتقلة على شكل حرارة أثناء تغير درجة الحرارة بين مادتين على : 

أ. مقدار تغير درجة الحرارة   ب. كتلة المادتين   ج. نوع المادتين   د. جميع ما سبق

3- تختلف كمية طاقة الوضع الكامنة في الشمعة عنها في البروبان بسبب اختلاف كل مما يلي ما عدا 

أ. ترتيب الذرات   ب. عدد ونوع الذرات    ج. درجة الاشتعال    د. قوة وعدد الروابط 

شكرا لكم