حل درس الطاقة الحرارية فيزياء الصف العاشر متقدم

الفصل 5

الطاقة الحرارية  

مسائل تدريبية

1-5 درجة الحرارة والطاقة الحرارية صفحة ( 149-137 ) 

صفحة 142

1. حول درجات الحرارة الآتية من مقياس كلفن إلى مقياس سلسیوس

2. احسب درجات الحرارة بالكلفن والسلسيوس لكل مما يأتي :

a. درجة حرارة الغرفة

إن درجة حرارة الغرفة نحو72°  F ، أو 22 ° C

b. ثلاجة نموذجية

تبلغ درجة حرارة الثلاجة نحو4 °C 

c. يوم صيفي حار في مدينة الرياض

تبلغ درجة الحرارة في يوم صيفي حار في مدينة الرياض نحو  48 ° C، 118.4°  F

d . إحدى ليالي الشتاء في مدينة تبوك 

تبلغ درجة الحرارة في ليلة شتاء عادية في مدينة تبوك حوالي 8°C   ، أو 46°F  

صفحة 145

3. عندما تفتح صنبور الماء الساخن لغسل الأواني فإن أنابيب المياه تسخن . فما مقدار كمية الحرارة التي يمتصها أنبوب ماء نحاسي کتلته 2.3kg  عندما ترتفع درجة حرارته من C°20.0 إلى C °80.0 ؟

4. يحتوي نظام التبريد لسيارة على L20.0 من الماء علما بأن كتلة لتر واحد من الماء تساوي 1kg. 

. a إذا اشتغل المحرك حتى حصل على 836.0kJ  من الحرارة ، في مقدار التغير في درجة حرارة الماء ؟

b . إذا كان الفصل شتاء ، ونظام التبريد في السيارة مملوءا بالميثانول ذي الكثافةg/cm 0.80 فيها مقدار الزيادة في درجة حرارة الميثانول إذا امتص 836.0kJ  من الحرارة ؟ 

كتلة الميثانول تساوي 0.80 مرة من كتلة L20.0 من الماء ، أي تساوي 16kg  

c. أيهما يعد مبردا أفضل ، الماء أم الميثانول ؟ فسر إجابتك .

الماء هو المبرد الأفضل عند درجات حرارة أعلى منC  °0 لأنه يستطيع أن يمتص الحرارة دون أن تتغير درجة حرارته كثيرا كما يحدث عند استخدام الميثانول .

تابع الفصل 5

5. تبيع شركات الكهرباء الطاقة الكهربائية بوحدة kWh ، حيث إن J 610 kWh = 3.6x. افترض أن ثمن كل 1kwh  يساوي 0.15 ریال . فما تكلفة تسخين 75kg  من الماء من درجة حرارة C°15 إلى C°43؟ 

صفحة 148 

6. خلطت عينة ماء كتلتها 2.00x 102 g  ودرجة حرارتها C°80.0 مع عينة ماء أخرى كتلتها 2.00x 102 g ودرجة حرارتها C°10.0. مفترضا عدم فقدان حرارة إلى المحيط الخارجي ، ما درجة الحرارة النهائية للخليط ؟ 

7. خلطت عينة ميثانول كتلتها 4.00x 102 g و درجة حرارتها C°16.0 مع عينة ماء كتلتها 4.00x 102 g ودرجة حرارتها C°85.0 . مفترضا عدم فقدان حرارة إلى المحيط الخارجي ، ما درجة الحرارة النهائية للخليط ؟ 

تابع الفصل 5

8. وضعت ثلاثة أوزان فلزية لصيد السمك في ماء كتلته 1.00x 102 g ودرجة حرارته C°35.0. فإذا كانت كتلة كل قطعة فلزية 1.00x 102 g ودرجة حرارتها C°100.0 ، وكانت درجة حرارة الخليط النهائية C°45.0 ، فما السعة الحرارية النوعية للغاز في الأوزان ؟ 

9. وضع قالب فلزي في ماء كتلته 1.00x 102 g ودرجة حرارته C°10.0 ، فإذا كانت كتلة القالب 1.00x 102 g ودرجة حرارته C°100.0، وكانت درجة الحرارة النهائية للخليط C°25.0 فما السعة الحرارية النوعية لمادة القالب ؟ 

تابع الفصل 5

مراجعة القسم

1-5 درجة الحرارة والطاقة الحرارية ( صفحة 149-137 ) 

صفحة 19

10. درجات الحرارة حول درجات الحرارة الآتية لأنظمة القياس المشار إليها : 

11. التحويلات حول درجات الحرارة الآتية إلى كلفن .

12. الطاقة الحرارية هل يمكن أن تكون الطاقة الحرارية لكمية من الماء الساخن مساوية للطاقة الحرارية لكمية أخرى من الماء البارد ؟ فسر إجابتك 

الطاقة الحرارية هي مقياس للطاقة الكلية لجزيئات الجسم جميعها . أما درجة الحرارة (ساخن أو بارد) فهي مقياس الكمية الطاقة لكل جزيء . إذا كانت كميتا الماء متماثلتين وتحويان العدد نفسه من الجزيئات فإن لكمية الماء الساخن طاقة حرارية أكبر . ومع ذلك ، إذا كانت كتلة الماء البارد أكبر قليلا من كتلة الماء الساخن فعندئذ يمكن أن تكون كمية الطاقة في كل منهما متساوية

13. انتقال الحرارة لماذا تبقى البطاطس المشوية ساخنة مدة أطول من أي طعام آخر في الطبق نفسه ؟ 

إن للبطاطس سعة حرارية نوعية كبيرة ، ولا توصل الحرارة بصورة جيدة ، لذا فإنها تفقد حرارتها ببطء .

تابع الفصل 5

14. الحرارة يكون بلاط أرضية الحمام في الشتاء باردا عند لمسه بالقدم على الرغم من أن باقي غرفة الحمام دافئة ، فهل تكون الأرضية أبرد من سائر غرفة الحمام ؟ 

تكون درجة حرارة الأرضية عادة بنفس درجة حرارة سائر غرفة الحمام ، إلا أن البلاط يوصل الحرارة بكفاءة عالية أكثر من معظم المواد الموجودة في الحمام ، لذا فالبلاط يوصل الحرارة من قدم الشخص ، مما يجعله يشعر بالبرد .

15. السعة الحرارية النوعية إذا تناولت ملعقة بلاستيكية من فنجان شاي حار ووضعتها في فمك ، فلن تحرق لسانك ، على الرغم من أنك قد تحرق لسانك بسهولة لو وضعت الشاي الحار في فمك مباشرة . فلماذا ؟ 

للملعقة البلاستيكية سعة حرارية نوعية أقل ، لذا لا تنقل الكثير من الحرارة إلى لسانك عندما تبرد