ملخص وحدة الطاقة الحرارية علوم الصف الثامن
الفكرة الرئيسة كيف يمكنك الاستفادة من الطاقة الحرارية
طرق انتقال الطاقة الحرارية
الإشعاع التوصيل الحمل
الإشعاع: انتقال الطاقة الحرارية من مادة الى أخرى عبر موجات كهرومغناطيسية
مثال: الشمس النار - جسم إلانسان الجليد .
- الأجسام الدافئة تبعث اشعاعا أكثر مما تفعل الأجسام الباردة .
- الطاقة الحرارية النابعة من الشمس تسخن الهواء داخل السيارة فترتفع درجة حرارتها .
- تنتقل الطاقة الحرارية من الشمس الى الأرض بالإشعاع ( لأن الفضاء فراغ ).
- الاشعاع ينقل الطاقة الحرارية أيضا عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية .
التوصيل انتقال الطاقة الحرارية. ، المواد عن طريق اصطدام الجسيمات .
- تتصادم جسيمات الهواء الساخن بجسيمات العصير البارد فتنقل جسيمات الهواء طاقة حركية الى كوب العصير البارد ونتيجة لذلك يزداد متوسط الطاقة الحركية لجسيمات العصير
- يستمر التوصيل حتى تصبح الطاقة الحرارية لكل المسيمات «المتصلة متساوية .
موصل الحرارة
تتدفق من خلالها الطاقة الحرارية بسهولة .
- تنتقل الطاقة بسهولة ( لوقوع عدد التصادمات بين الالكترونات
الحرارة النوعية كمية الطاقة اللازمة لدرجة حرارة حد من المادة بمقدار درجة واحدة سيليزية .
- المواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة ( الموصل ) تتطلب قدر صغير من الطاقة لتغير درجة حرارتها (تسخن بسرعة )
- المواد ذات الحرارة النوعية العالية ( العوازل) تتطلب قدر كبير من الطاقة لتغيير درجة حرارتها ( تسخن ببطء )
- لكل مادة حرارة نوعيه مختلفة .
- الماء أعلى المواد حرارة نوعية ( ترتفع درجة حرارته ببطء
من التأثيرات المفيدة للحرارة النوعية العالية للماء
تبريد الجسم برودة مياه المسابح والبحيرات والمحيطات صيفا " ومناشير تقطيع الصخور
التمدد الحراري : هو ازدياد في حجم المادة عند ارتفاع درجة حرارتها .
- البالون المنفوخ في يوم بارد تنتقل الطاقة الحرارية من جسيمات الهواء بداخله لجسيمات مادة البالون ومنها للهواء البارد في الخارج ونتيجة لذلك تقل طاقة حركة جسيمات الهواء داخل البالون وتتقارب منكمشة .
- باستخدام مجفف شعر يمكن إعادة نفخ البالون فتنقل جسيمات الهواء الساخن طاقة حرارية لجسيمات الهواء داخل البالون فتزداد طاقة الحركة وتزاد درجة حرارة وسرعة الجسيمات وتنتشر .
- التمدد والانكماش الحراري أكبر في الغازات وبصورة أقل في السوائل وأقلها في المواد الصلبة .
- يمكن للأرصفة تحمل التمدد الحراري والانكمش الحراري بسبب وصلات التحكم
المناطيد
عندما يسخن هواء المنطاد يسبب التمدد الحراري وتزداد حركة جسيمات الهواء داخله ويخرج بعضة من الفتحة السفلية نتيجة التصادم فتقل عدد الجسيمات ، وتقل الكثافة فيرتفع لأعلى تصبح أقل من عدد الجسيمات الموجودة في حجم من الهواء الخارجي مساو لحجم المنطاد
لهبوط المنطاد يبرد الهواء داخله فيتعرض للانكماش الحراري دون الكماش المنطاد ) فيملأ الهواء الخارجي عالي الكثافة داخل المنطاد وتزداد الكثافة فيهبط ببطء .
الزجاج المقاوم للحرارة زجاج يتمدد بمعدل أقل من الزجاج العادي .
لا يتضرر في فرن ساخن
الحمل الحراري انتقال الطاقة الحرارية لحركة الجسيمات من أحد أجزاء المادة الى جزء أخر
- عند تسخين وعاء ماء في فرن يسخن بواسطة التوصيل .
- تتحرك جسيمات الماء الدافىء الى السطح وتتحرر بعض حرارته ويصبح اكثر برودة وكثافة من الماء في الأسفل ويهبط للقاع، ويرتفع الماء الاقل كثافة لأعلى .
- تستمر هذه الدورة حتى يصبح كلا في الاناء عند درجة الحرارة نفسها
تيارات الحمل في الغلاف الجوي
تيارات الحمل حركة الموائع في دورة ما بفعل الحمل الحراري
اهمية تيارات الحمل :
1- تحريك الماء في المحيطات والمسطحات المائية الاخرى .
2. نشر الهواء في غرفة ما .
3- تحريك المواد في باطن الأرض .
4- تحرك المادة والطاقة الحرارية داخل الشمس وسطحها .
5- تحرك الهواء بين خط الاستواء وخطوط العرض بالقرب من و N
- الطاقة الحرارية الهائلة عند خط الاستواء تسخن الهواء فتنخفض كثافته ويرتفع لأعلى.
- يتكثف بخار الماء الموجود في الهواء الصاعد ويبرد عائدا للأرض في صورة أمطار .
- يهبط الهواء البارد الى أسفل ليحل محل الهواء الصاعد الأقل كثافة .
- تتكون المناطق القاحلة حيث يهبط الهواء البارد الجاف .
- تقع معظم الغابات المطيرة عند خط الاستواء أو قريب منه ( بسبب الهطول الناتج عن الهواء الرطب ).
القسم 3 استخدام الطاقة الحرارية
الفكرة الرئيسة كيف يمكنك الاستفادة من الطاقة الحرارية »
-" الطاقة لا تستحدث ولا يمكن تحويلها من صورة لأخرى "
- الكمية الكليه للطاقه لا تتغير
أجهزة التسخين أجهزة تحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية .
جهاز تحضير القهوة - مكواة الملابس مثال : مكواة " - أجهزة الحاسوب والهواتف المحمولة يتحول جزء من طاقتها الكهربية الى حرارية غير مستخدمه .
منظم الحرارة
- يستخدم هي : ثلاجات المطبخ الات تحميص الخبز الأفران الكهربائية - مكيفات الهواء .
- يحتوي منظم الحرارة على ملف ثنائي الفلز وهو عبارة عن فلزين مختلفين مرتبطين معا ينثنيان فى صورة ملف ، الفلز الموجود داخل الملف يتمدد ويتقلص أكثر من الفلز الموجود خارجه .
- عندما تبرد الغرفة ينثني الملف الثنائي الفلز ببطء محركا مفتاحا يوقف تشغيل المكيف .
- عندما ترتفع درجة حرارة الغرفة يتمدد الفلز الموجود داخل، أكثر من الفلز الموجود خارجه فينفتح الملف ويتحرك المفتاح في الاتجاه الأخر لتشغيل مكيف الهواء .
الثلاجة جهاز يستخدم الطاقة الكهربائية لنقل الطاقة الحرارية من مكان أكثر برودة الى مكان اكثر دفئا
كيفية عملها : تمتلئ الانانيب من داخل الثلاجة الى السائل المبرد ( لنحافظ على السائل المبرد
المحرك الحراري الة تحول الطاقة الحرارية الى ميكانيكية .
مثال: محركات الاحتراق الداخلي ( يستخدم في السيارات والحافلات والقوارب ، والشاحنات وجزارات الأعشاب)
طريقة عمل محرق الاحتراق الداخلي
عند حركة المكبس لاسفل ينفتح صمام الإدخال ليسحب خليطا من الهواء و الوقود الى الاسطوانة.
ينغلق صمام الإدخال فيتحرك المكبس لأعلى ويضغط خليط الوقود والهواء .
تشعل شمعة الاشتعال خليط الوقود والهواء وتتمدد غازات الاحتراق دافعة المكبس لأسفل
عند حركة المكبس لأعلى ينفتح صمام العادم وتدفع الغازات الساخنة خارج الاسطوانة .
الاسطوانة: أنبوب يحتوي على مكبس يتحرك الى أعلى وأسفل . في أحد أطرافها تشعل شرارة خليط الوقود والهواء فتتمدد الغازات الناتجة دافعة المكبس لأسفل .
المحرك الحراري منخفض الكفاءة يحول 20٪ فقط من الطاقة الكيميائية في الجازولين الى طاقة ميكائيكية والطاقة المتبقية تتبدد في البيئة .
وحدة الطاقة الحرارية علوم الصف الثامن