درس الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة والحرارة علوم ثامن
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة والحرارة
ماالطاقة الحرارية
تكون كل مادة صلبة أو سائلة أو غازية من تريليونات الجسيمات الدقيقة الدائمة الحركة تكون الجسيمات المتحركة الكتب التي تقرأهاوالهواء الذي تتنفسه وشراب الفيقب التي تسكبه على الفطائر على يبيل المثاتل تهتز الجسيمات التي تكوم كتابا أو أي جسم صلب في مكانها تنتشر الجشسمات التي تكون الهواء من حولك أو أي غاز وتتحرك بحرية وبسرعة بما أن الجسيمات في حالة حركة فلها طاقة حركية مثل كرة القدم التي ترتفع في الهواء فكلما زادت سرعة حلاكة الجسيمات زادت طاقتها الحركية .للجسيمات التي تكون المادة أيضا طاقةوضع تتفاعل الجسيمات التي تكون المادة فيما بينها وتتجاذب تماما مثل التفاعل بين كرة القدم و الأرض تتماسك الجسيمات التي تكزن المواد الصلبة مع بعضها البعض بأحكام بفعل قوى التجاذب فيما تتباعد الجسيمات المكونة للسائل بشكل طفيف مقارنة بالجسيمات المكونة للمادة الصلبة تنتشر الجسيمات المكونة للغاز بشكل أكبر بكثير مقارنة بالجسيمات المكونة للمادة الصلبة أو السائلة كلمل ازداد متوسط المسافة بين الجسيمات ازدادت طاقة وضع تلك الجسيمات .تذمر أن لكرة القدم االتي ترتفع في الهواء طاقة ميكيانيكية وهي ناتج جمع طاقة وضعها وطاقتها الحركية للجسيمات التي تكون كرة القدم أو أي مادة أخرى .
الطاقة الحرارية : هي ناتججمع الطاقة الحركية وطاقة الوضع للجسيمات المكونة لمادة ما .
أسئلة توجيهية
- كيف يمكنك وصف طاقة جسم متحرك؟للجسم طاقة حركية لأنه يتحرك وكلما ازدادت سرعة حركة الجسم أزدادت طاقته الحركية .
- اذكر أمثلة على ؟أجسام ذات طاقة ميكيانيكية وطاقة حرارية معا ؟تتضمن الأجابة نموذج السيارات والقطارات يجب أن يفهم الطلاب أن الجسيمات الموجودة في الأجسام تتحرك دائما لذلك تتمتع كل الأجسام بعض الطاقة الحرارية .
الطاقة الحركية وطاقة الوضع
ما العامل المشترك بين كرة قدم ترتفع في الهواء وبين الجسيمات التي تكون شراب القيقب الساخن ؟لكليتهما طاقة أو قدرة على إحداث تغيير ما نوع الطاقة الت يتنطوي عليها كرة القدم أثناء حركتها ؟يكون لها طاقة حركية بالأضافة إلى ذلك فأن لها طاقة وضع .طاقة الوضع هي طاقة مخزنة بسبب التفاعل بين جسيمين على سبيل المثال فكلا في الأرض على أنها أحد الجسيمين عندما تكون الكرة في الهواء تنجذب نحو الأرض بفعل الجاذبية يطلق على قوة الجذب هذه اسم طاقة الوضع الجذبية بما أن الكرة قابلة للتغير فان لها طاقة وضع نتذكر أيضا أن ناتج جمع طاقة الوضع والطاقة الحركية لجسم تساوي مقدار طاقته المكيانيكية عندما ترتفع كرة القدم في الهواء يمكنك تحديد طاقتها الحركية وطاقة الوضع الخاصة بها .
أسئلة توجيهية
- كيف يمكنك أن تصف طاقة وضع الجسيمات ؟ان طاقة الوضع عبارة عن الطاقة المخزنة الخاصة بالجسيمات .
- كيف يكون لجسيمات كتاب ما يسقط على الأرض طاقة حرارية ؟لأن الجسيمات الموجودة في الكتاب تتحرك وتكون طاقتها الحركيةجزءا من طاقتها الحرارية .
- ما أوجه الشبه بين الطاقة الحرارية والطاقة الميكيانيكية وما أوجه الأختلاف بينهما ؟أنهما متماثلتان لأنهما عبارة عن مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع غير أن الجسيمات فقط هي التي لها طاقة حرارية لكن الجسيمات لها طاقة الميكيانيكية.
متوسط الطاقة الحركية ودرجة الحرارة
تتحرك الجسيمات المكونة للهواء داخل المنزل وخارجه غير أنها لا تتحرك بالسرعة نفسها أن درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية لجسيمات المكونة لمادة ما .كلما زداد متوسط الطاقة الحركية للجسيمات ارتفعت درجة الحرارة تكون درجة حرارة الهواء الموجود داخل المنزل أعلى من درجة حرارة الهواء خارجه يرجع ذلك إلى أن الجسيمات المكونة للهواء داخل المنزل متوسط طاقة حركية أكبر من متوسط الطاقة الحركية لتلك الموجودة خارجه .
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
أن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة مرتبطتان لكنهما مختلفتان على سبيل المثال تحتوي بركة ماء متجمجدة أثناء انصهارها على كل من الماء والجليد ويكون لكليهما درجة الحرارة نفسها لذلك يكون للجسيمات التي تكون الجليد والماء متوسط الطاقة الحركية نفسه أو السرعة نفسها غير أن الجسيمات ليس لها الطاقة الحرارية نفسها يرجع ذلك إلى اختلاف متوسط المسافة بين الجسيمات .
مقاييس درجة الحرارة
من المحتكمل أن تكون قد رأيت درجةالحرارة في تقرير الطقس معبرا عنها بدرجات فهرنهايت والدرجات السيليزية في مقياس فهر نهايت يتجدم الماء عند 32 ويغلي عند 212 وفي المقياس السيليزي يتجمد الماء عند0 ويغلي عند 100 يستخد العلماء في جميع أنحاء العالم المقياس السيليزي يستخدم العلماء أيضا مقياس كلفن في مقياس كلفن يتجمد الماء عند 237k ويغلي k373 وتكون أقل درجة حرارة ممكنة لأي مادة هي 0k ويعرف ذلك بالصفر المطلق .
أسئلة توجيهية
- إذا كانت درجة الحرارة الهواء في الخارج مرتفعة ماذا تستنتج عن الطاقة الحركية لجسيمات الهواء ؟يجب ان يفهم الطلاب أن درجات الحرارة المرتفعة تشير إلى طاقة حركية مرتفعة .
- ماأوجه الارتباط بين درجة الحرارة والطاقة الحركية الحرارية ؟تمثل درجة الحرارة متوسط الطاقة الحركية للجسيمات التي تكون مادة ما .
- صف وجه الاختلاف بين كوب من الماء البارد وكوب من القهوة الساخنة في ضوء درجة الحرارة والطاقة الحركية ؟لكوب الماء البارد درجة حراراة أقل من كوب القهوة الساخنة مما يعني أن متوسط الطاقة الحركية لجسيمات القهوة أكبر منه في الماء .
أسئلة توجيهية
- ما الشيئان اللذان تكون الطاقة الحرارية مجموعهما ؟أن الطاقة الحرارية عبارة عن مجموع الطاقة الحركية وطاقة الوضع للجسيمات .
- ماذا يحدث للطاقة الحرارية في جسم عندما تزيد من درجة حرارة هذا الجسم ؟تزداد الطاقة الحرارية للجسم .
- ماذا يحدث لحركة جسيمات الهواء عند زيادة درجة الحرارة ؟تزداد حركة الجسيمات الموجودة في الهواء بزيادة درجات الحرارة .
ما الحرارة
هل سبق لك أن أمسكت كوبا من الكاكاو الساخن في يوم بارد عندما تفعل ذلك تنتقل طاقة حرارية من الكوب الدافئ إلى يديك يسمى انتقال الطاقة الحرارية من جسم دافئ إلى جسم أكثر برودة بالحرارة ويمكن قول ذلك بطريقة أخرى وهي الطاقة الحرارية التي فقدها الكوب تسخن يديك أو أن الكوب يسخن يديك .كما أن درجة الحرارة والطاقة الحرارية أمران مختلفان كذلك الحال بالنسبة للحرارة والطاقة الحرارية الجدير بالذكر أن لكل الأجسام طاقة حرارية غير أنك تقوم بتسخين شيء عندانتقال الطاقة الحرارية من جسم إلى أخر .يعتمد معدل حدوث التسخين على اختلاف درجة الحرارة بين الجسمين ويكون اختلاف درجة الحرارة بين الكاكاؤ الساخن والهواء أكبر من اختلاف درجة الحرارة بين الكاكاؤ البارد .
أسئلة توجيهية
- كيف تختلف الحرارة عن الطاقة الحرارية ؟أن الطاقة الحرارية هي عبارة عن الطاقة الكلية للجسيمات الموجودة في الماء والحرارة عبارة عن انتقال تلك من جسم ادفئ إلى جسم أبرد .
- صف الحرارة بين كوب من العصير عند درجة الحرارة 5 والهواء عند درجة حرارة 35؟ستنتقل الحرارة من الهواء إلى العصير .
- لماذا يسخن الكاكاؤ الساخن الهواء أكثر من تسخين ليدي الفتاة ؟أن اختلاف درحة الحرارة بين الكاكاؤ الساخن والهواء أكبر من اختلاف درحة الحرارة بين الكاكاؤ الساخن ويدي الفتاة .