بطاقة المحتوى:
- عنوانه: مراجعة الفصل الحادي عشر «الطاقة الحرارية»
- ترتيبه: الفصل الحادي عشر، تابع الوحدة السادسة «الطاقة الحرارية والموجات»
- مادة: العلوم.
- الصف: الثاني المتوسط – السعودية.
- الفصل الدراسي: الثالث.
- الهدف: مراجعة وإجابة الأسئلة.
مراجعة الأفكار الرئيسة
الدرس الأول: درجة الحرارة
- جزيئات المادة في حالة حركة مستمرة. وترتبط درجة الحرارة مع متوسط قيمة الطاقة الحركية لتلك الجزيئات.
- مقاييس الحرارة تقيس درجة الحرارة هناك ثلاثة مقاييس شائعة الاستخدام، هي السليوس والفهرنهايتي والكلفن (المطلق).
- الطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الوضع والحركة لجميع دقائق المادة.
الدرس الثاني: انتقال الحرارة
- الحرارة هي الطاقة الحرارية التي تنتقل من جسم أسخن إلى جسم أبرد.
- تنتقل الطاقة الحرارية بثلاث طرائق، هي: التوصيل والإشعاع والحمل.
- المواد التي تنقل الطاقة الحرارية بسهولة تسمى موصلات. ويصعب انتقال الطاقة الحرارية في المواد العازلة.
- الحرارة النوعية هي كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1كجم من المادة درجة سلسيوسية واحدة.
- يحدث التلوث الحراري عند طرح المياه الحارة -الآتية من فضلات المصانع مثلا- في المسطحات المائية.
الدرس الثالث: المحركات والثلاجات
- المحرك الحراري أداة تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية.
- في محرك آلة الاحتراق الداخلي يحترق الوقود في حجرة داخل المحرك وفق دورة رباعية الأشواط.
- تعمل الثلاجات ومكيفات الهواء على نقل الطاقة الحرارية باستخدام سائل التبريد.
حل أسئلة مراجعة الفصل
استخدام المفردات
س: وضح العلاقة بين كل مصطلحين مما يأتي، في جمل تامة.
- آلة الاحتراق الداخلي – المحرك الحراري:⇐ يحول المحرك الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية حيث يحترق الوقود في حجرات داخل المحرك فيسمى محرك احتراق داخلياً.
- الطاقة الحرارية – التلوث الحراري:⇐ الطاقة الحرارية هي مجموع طاقتي الحركة والوضع للجزيئات في المادة.. التلوث الحراري هو ازدياد درجة حرارة لتجمع طبيعي من المياه، سببه إضافة الماء الحار إليه.
- التوصيل الحراري – الحمل الحراري:⇐ كلاهما من طرائق نقل الطاقة الحرارية. التوصيل ينقل الطاقة الحرارية من خلال التلامس المباشر، والحمل ينقل الطاقة الحرارية من خلال تحريك المانع من مكان إلى آخر.
- التوصيل الحراري – الطاقة الحرارية:⇐ التوصيل هو نقل الطاقة الحرارية من خلال التلامس المباشر.. والحرارة هي الطاقة الحرارية التي تنتقل من جسم حار إلى اخر بارد.
- الطاقة الحرارية – الحرارة النوعية:⇐ الحرارة هي الطاقة الحرارية التي تنتقل من جسم حار إلى آخر… والحرارة النوعية هي كمية الحرارة اللازمة لتغيير درجة حرارة كيلوجرام واحد من المادة 1 س.
- التوصيل الحراري – الإشعاع:⇐ كلاهما طريقة لنقل الطاقة الحرارية. التوصيل ينقل الطاقة الحرارية بالتلامس المباشر، أما الإشعاعي فينقل الطاقة الحرارية بالأمواج الكهرومغناطيسية.
- الحمل الحراري – الإشعاع:⇐ كلاهما طريقة لنقل الطاقة الحرارية.. الحمل ينقل الطاقة الحرارية من خلال تحريك المانع من مكان إلى آخر.. والإشعاع ينقل الطاقة الحرارية بالأمواج الكهرومغناطيسية.
- الموصل الحراري – الطاقة الحرارية:⇐ الموصل هو أي مادة تنقل الطاقة الحرارية بسهولة.. والحرارة هي الطاقة الحرارية التي تنتقل من جسم حار إلى اخر بارد.
تثبيت المفاهيم
س: اختر رمز الإجابة الصحيحة
1. ما مصدر الطاقة الحرارية في محرك آلة الاحتراق الداخلي؟
- أ. البخار
- ج. الماء الحار
- ب. حرق الوقود
- د. التبريد
2. ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها؟
- أ. تتقلص
- ب. تطفو
- ج. تتبخر
- د. تتمدد
3. أي العمليات التالية تحدث عندما يتلامس جسمان مختلفان في درجتي حرارتهما؟
- أ. حمل حراري
- ج. تكثف
- ب. إشعاع
- د. توصيل حراري
4. أي الجمل التالية تصف الطاقة الحرارية لدقائق المادة؟
- أ. القيمة المتوسطة لجميع طاقاتها الحركية.
- ب. المجموع الكلي لجميع طاقاتها الحركية.
- ج. المجموع الكلى لجميع طاقاتها الحركية وطاقات الوضع.
- د. متوسط جميع طاقات الحركة والوضع لها.
5. انتقال الطاقة الحرارية من الشمس إلى الأرض مثال على:
- أ. الحمل الحراري
- ب. التمدد
- ج. الإشعاع
- د. التوصيل الحراري
6. معظم المواد العازلة تحوي فراغات مملوءة بالهواء؛ وذلك لأن الهواء يتصف بأنه:
- أ. موصل
- ب. خفيف
- ج. مشع
- د. عازل
7. في وصفة لتحضير الكعك، يوصى أن يتم خبزه على درجة حرارة 350 °ف. ما قيمة هذه الدرجة بحسب المقياس السلسيوس؟
- أ. 162 °س
- ب. 177 °س
- ج. 194 °س
- د. 212 °س
8. أي العبارات التالية صحيحة؟
- أ. الهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد.
- ب. كثافة الهواء لا تعتمد على درجة حرارته.
- ج الهواء الساخن ليس له كثافة.
- د. الهواء الساخن أعلى كثافة من الهواء البارد.
9. أي مما يأتي يطلق على مجموع طاقتي الوضع والحركة؟
- أ. الطاقة الحركية
- ب. الحرارة النوعية
- ج. درجة الحرارة
- د. الحرارة
التفكير الناقد
س: فسر.. عندما تسخن ماء في إناء تلاحظ أن سطح الماء سخن بسرعة، رغم أن مصدر الحرارة يوجد تحت الإناء.
ج: تنتقل الطاقة الحرارية من قاع الوعاء إلى سطح الماء بطريقة الحمل.
س: وضح.. لماذا تدفئنا الطبقات المتعددة من الملابس شتاء؟
ج: تعمل الطبقات المتعددة في الملابس على حجز كمية هواء أكبر بينها مما يجعلها أكثر عزلاً للطاقة الحرارية من الطبقة الواحدة.
س: صف عند تشغيل مصباح كهربائي فإن مرور التيار في فتيلة المصباح يجعله يسخن ثم يتوهج إذا كانت فتيلة المصباح محاطة بغاز فصف كيف تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيلة إلى الهواء المحيط بزجاجة المصباح؟
ج: تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيل إلى زجاجة المصباح الكهربائي بطريقتي الإشعاع والحمل بفعل الغاز بداخلها، ثم تنتقل من الزجاج إلى الهواء المحيط بطريقتي التوصيل والإشعاع.
س: صمم تجربة.. تمتص بعض ألوان الملابس الإشعاع أكثر من غيرها. صمم تجربة تختبر فيها ألوانا مختلفة بوضعها تحت ضوء الشمس فترة كافية.
ج: الألوان الداكنة تسخن أسرع.
س: وضح عند بناء الأسوار تترك فراغات فاصلة بين أجزاء السور. ما الغاية من هذه الفراغات الصغيرة؟
ج: تمنع الفراغات القطع الخرسانية من التحطم عندما تتمدد صيفاً.
س: اشرح بعض المعاطف الشتوية تحتوي على حشو من مواد كثيرة الفراغات المملوءة بالهواء. كيف تتغير خصائص العزل للمعطف لو أصبح هذا الحشو مبللاً بالماء؟ اشرح ذلك.
ج: يملأ الماء الفراغات الهوائية ولأن الماء أفضل كثيراً من الهواء في توصيل الطاقة الحرارية فإن المعطف يصبح موصلاً جيداً.
س: قارن كأسان مملوءتان بالماء، لهما درجة الحرارة نفسها، تم إفراغهما في حوض واحد، وبعد امتزاجهما لم تتغير درجة حرارة الماء. قارن بين الطاقة الحرارية للماء في الحوض والطاقة الحرارية للماء في كل من الكأسين.
ج: الطاقة الحرارية للماء في الحوض تساوي مجموع الطاقة الحرارية للماء في الكأسين ودرجة الحرارة تماثل درجتي حرارة الماء في الكأسين.
أنشطة تقويم الأداء
س: صمم تأمل تصميم مقاييس حرارة مختلفة، بحيث تتضمن الكحولي والزئبقي والمعدني ذا المؤشر. لاحظ الخاصية الفيزيائية التي يقوم عليها مبدأ عمل كل من هذه المقاييس، وكيفية تصميمها. ثم صمم مقياسا خاصا بك، وضع له تدريجا مناسبًا.
ج: موازين الحرارة التي تستخدم السوائل يعتمد مبدأ عملها على التمدد الحجمي للسوائل، أما موازين الحرارة التي تستخدم الفلزات فتعتمد على التمدد الطولي لها.
تطبيق الرياضيات
س: ترتيب درجات الحرارة.. رتب درجات الحرارة التالية من الأبرد إلى الأسخن: 80 °س، 200 ك، 50 °ف.
ج: 200 °ك، 50 °ف، 80 °س.
س: تغير درجة الحرارة.. إذا كانت درجة الحرارة العظمى في أحد الأيام هي 88 °ف، ودرجة الحرارة الصغرى ليلا هي 61 °ف، فما الفرق بين الدرجتين بالسلسيوس؟
ج: 15 °س.
س: درجة الحرارة العالمية إذا كان متوسط درجة الحرارة على سطح الأرض 286 ك، فكم تكون بالسلسيوس؟
ج: 13 °س.
س: حرارة جسم الإنسان.. قاس الطبيب درجة حرارة المريض فكانت 38,4 °س. أوجد ما يعادلها بالفهرنهايت؟
ج: 101,1 °ف.