بطاقة المحتوى:
- عنوانه: حل أسئلة اختبار مقنن الوحدة 6: الطاقة الحرارية والموجات
- فصولها: الطاقة الحرارية – الموجات والصوت والضوء
- مادة: العلوم.
- الصف: الثاني المتوسط – السعودية.
- الفصل الدراسي: الثالث.
- الهدف: إجابة الأسئلة.
الجزء الأول أسئلة الاختيار من متعدد
استخدم الجدول أدناه للإجابة عن السؤالين التاليين.
| سرعة الصوت في مواد مختلفة | |
| المادة | السرعة م / ث |
| الهواء (20 °س) | 343 |
| الزجاج | 5640 |
| الفولاذ | 5940 |
| الماء (25 °س) | 1493 |
| ماء البحر (25 °س) | 1533 |
س: يبين الجدول السابق سرعة الصوت في مواد مختلفة. ما المسافة التي يقطعها الصوت في الهواء خلال 2,38 ث، إذا كانت درجة حرارة الهواء 20 °س؟
- أ. 144 م
- ب. 343 م
- ج. 684 م
- د. 816 م
س: إذا انتقل الصوت مسافة 2146 م في مادة خلال 1,4 ث، فما هذه المادة؟
- أ. هواء 20 °س
- ب. زجاج
- ج. ماء 25 °س
- د. ماء البحر 25 °س
س: استخدم الصورة التالية في الإجابة عن السؤالين التاليين.
س: درجة حرارة الماء في الكأسين الزجاجيتين الموضحتين في الصورة السابقة هما: 30°س، وصفر °س. أي الجمل التالية صحيحة فيما يتعلق بالكأسين الزجاجيتين؟
- أ. للماء البارد أعلى متوسط طاقة حركية.
- ب. للماء الساخن أقل طاقة حرارية.
- ج. سرعة جزيئات الماء البارد أكبر.
- د. الجزيئات الماء الساخن طاقة حركية أكبر.
س: الفرق بين درجتي حرارة الماء في الكأسين الزجاجيتين 30 °س. ما الفرق بين درجتي حرارتهما بوحدة الكلفن؟
- أ. 30 ك
- ب. 86 ك
- ج. 243 ك
- د. 303 ك
س: أي مما يلي يصف الثلاجة؟
- أ. محرك حراري
- ب. مضخة حرارية
- ج. ناقل حرارة
- د. موصل
س: تعمل آلة الاحتراق الداخلي على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة:
- أ. كيميائية
- ب. ميكانيكية
- ج. إشعاعية
- د. كهربائية
س: أي العبارات التالية لا تمثل خطوة ضمن مراحل عمل محرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة؟
- أ. الضغط
- ب العادم
- ج. الخمول
- د. القدرة
استخدم الجدول التالي للإجابة عن السؤال التالي:
| المادة | الحرارة النوعية
(جول / كجم. س°) |
| ألومنيوم | 897 |
| نحاس | 385 |
| رصاص | 129 |
| نيكل | 444 |
| زنك | 388 |
س: استخدمت عينة كتلتها 50 جم من كل فلز في الجدول أعلاه، وشكلت على هيئة مكعب. إذا زود كل مكعب بطاقة حرارية مقدارها 100 جول، فأي فلز تتغير درجة حرارته أكبر ما يمكن؟
- أ. الألومنيوم
- ب. النحاس
- ج. الرصاص
- د. النيكل
الجزء الثاني: أسئلة الإجابات القصيرة
س: إذا أضفت ثلجاً إلى كأس زجاجية فيها ماء له درجة حرارة الغرفة، فهل يسخّن الماء الثلج أم يبرد الثلج الماء؟
ج: سيعمل الماء على تسخين الجليد، لأن الطاقة الحرارية تتدفق دوماً من المادة الأسخن إلى المادة الأبرد.
س: تنتج الرياح القوية التي تحدث خلال عاصفة رعدية عن الاختلاف في درجة الحرارة بين الكتل الهوائية المتجاورة. فهل تتوقع أن ترتفع الكتلة الهوائية الدافئة فوق الكتلة الهوائية الباردة، أم العكس؟
ج: سوف ترتفع الكتلة الهوائية الدافئة إلى أعلى فوق الباردة.
س: لماذا يستخدم محرك الديزل وقودًا مختلفا عن الذي يستخدمه محرك البنزين؟
ج: لأن محرك الديزل لا يحتوي على شمعة الاحتراق، لذا يجب أن يضغط مزيج الوقود بدرجة كافية، من أجل أن يشتعل في حجرة الاحتراق.
س: إذا زادت شدة الصوت بمقدار 20 ديسبل، فكم مرة تتضاعف الطاقة التي تحملها موجات ذلك الصوت؟
ج: مائة مرة.
س: لماذا تكون جدران القاعات والمسارح مبطنة من الداخل بمواد لينة خاصة؟
ج: للتقليل من صدى الصوت.
س: إذا علمت أن سرعة الصوت في الهواء 343 م / ث، و تردد موجاته 37٫5 هرتز، فما مقدار الطول الموجي لموجات الصوت؟
ج: الطول الموجي 9.1 أمتار.
س: إذا علمت أن سرعة جميع الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ هي 300000000 م/ ث، فما مقدار تردد موجات الراديو التي طولها الموجي 10 م؟
ج: التردد 30000000 هرتز.
الجزء الثالث: أسئلة الإجابات المفتوحة
س: صف عملية الإبصار، منذ دخول الضوء إلى عينك، حتى خروج الإشارة العصبية إلى الدماغ.
ج: تجمع عدسة العين الضوء على الشبكية، فيسقط الضوء على الخلايا العصوية والمخروطية، التي ترسل بدورها المعلومات للدماغ مما يمكنه من رؤية المشهد.
س: صف كلا من الموجات الطولية، والموجات المستعرضة، مبينًا الفرق بين النوعين.
ج: كلا النوعين من الموجات ينتج عن الاهتزاز تنتقل الموجات الطولية بتحريك دقائق المادة إلى الأمام والخلف في اتجاه انتشارها، بينما تنتقل الموجات المستعرضة عن طريق حركة دقائق المادة في اتجاه يتعامد مع اتجاه انتشارها.
س: وضح لماذا تكون سرعة انتقال الصوت في بعض المواد أكبر من بعضها الآخر؟ وكيف تؤثر درجة حرارة المادة في تغير سرعة الصوت فيها؟
ج: ينتقل الصوت في المواد أسرع كلما احتوت المادة على ذرات متقاربة أكثر، وتزداد سرعة الصوت في المواد مع ارتفاع درجة الحرارة.
⇐ استخدم الصورة التالية للإجابة عن السؤالين التاليين:
س: يستخدم الشخص في الصورة الجرس لإحداث صوت. صِف كيف ينتج الصوت عن حركة الجرس؟
ج: ينتج عن حركة الجرس سلسلة من الموجات المتضاغطة والمتخلخلة التي تنتقل عبر الهواء.
س: ما الذي يحدد شدة الصوت الصادر عن حركة الجرس؟ كيف يؤثر ذلك إذا كان الصوت مرتفعًا، وإذا كان منخفضًا؟
ج: ستكون شدة الصوت أعلى إذا تحرك الجرس بقوة، مما ينتج موجات صوتية ذات طاقة عالية تجعل شدة الصوت أعلى، ويكون الصوت عالياً.
س: إذا كنت تقف بجانب شجرة كبيرة فإنه يمكنك سماع صوت شخص آخر يتحدث عند الجهة الأخرى من الشجرة. فسر لماذا تسمع صوت هذا الشخص ولكنك لا تستطيع رؤيته؟
ج: ستسمع صوته، لأن الموجات الصوتية تنحني حول الشجرة بسبب الحيود، ولن تتمكن من رؤيته، لأنه موجات الضوء لا تحيد لأن الأطوال الموجية للضوء أقصر بكثير من الشجرة والشجرة أكبر بكثير من الطول الموجي للضوء.
س: عرّف الحمل الحراري، ثم وضح الفرق بين الحمل الحراري الطبيعي، والحمل الحراري القسري، وأعط مثالاً على كل منهما.
الإجابة:
الحمل الحراري إحدى طرائق نقل الطاقة الحرارية من خلال حركة جزيئات المادة من أحد طرفي المادة إلى الآخر يحدث الحمل الطبيعي عندما تدفع كتلة دافئة قليلة الكثافة من المائع إلى أعلى من قبل كتلة باردة أكبر كثافة لتحل محلها، كنسيم البر والبحر.
أما الحمل القسري فيحدث عندما تتحرك جزيئات المادة نتيجة مؤثر غيّر اختلاف الكثافة أو اختلاف درجات الحرارة مسبباً حركة الجزيئات ونقل الطاقة الحرارية كالمروحة داخل جهاز الحاسوب التي تسحب الهواء البارد ليلامس المكونات الداخلية الحارة، ويدفع الهواء الحار إلى الخارج.
س: وضح السبب الذي يجعل بعض المواد موصلة جيدة للحرارة.
ج: بعض المواد ومنها الفلزات لها إلكترونات ضعيفة الارتباط بالنواة وحرة الحركة تتصادم هذه الإلكترونات مع بعضها، وتؤدي هذه التصادمات إلى نقل الطاقة الحرارية من طرف إلى آخر في المادة.
⇐ استخدم الرسم التالي للإجابة عن السؤال التالي:
س: يوضح الرسم أعلاه أجزاء الثلاجة وكيفية تدفق سائل التبريد خلالها. وضح كيف تنتقل الطاقة الحرارية إلى سائل التبريد داخل الثلاجة ثم تنتقل من سائل التبريد إلى الهواء خارج الثلاجة؟
ج: يُجبر سائل التبريد على الحركة خلال أنبوب نحو حجرة التجميد (الفريزر)، ثم يتم تبريد سائل التبريد بإمرارة خلال صمام تمدد خاص ورغم انتقال الطاقة الحرارية من حجرة حفظ الطعام إلى حجرة التجميد، إلا أن سائل التبريد يمتص هذه الطاقة، ويحافظ على المجمد بارداً جداً.