ملخص سلسلة الطاقة الداخلية في الفيزياء | السنة الثانية ثانوي

ملخص سلسلة الطاقة الداخلية في الفيزياء الثانية ثانوي حسب المنهاج الجزائري. شرح مبسّط وشامل للأستاذ فارس فرقاني يساعد التلميذ على المراجعة وفهم الدروس بسهولة.

↩️ العودة لصفحة دروس العلوم الفيزيائية 2 ثانوي

عرض نظري و تمارين

1- تذكير بمفهوم الطاقة الداخلية

• كل جسم يملك طاقة داخلية يرمز لها بـ $E_i$ ووحدتها الجول (J)، هذه الطاقة ناتجة عن حركة الدقائق المجهرية المكونة لهذا الجسم (طاقة حركية) والأفعال الكهربائية المتبادلة بين الشحنات الموجبة والسالبة المكونة للأفراد الكيميائية لهذا الجسم (طاقة كامنة كهربائية).
• عندما يحدث تغير في البنية الداخلية للمادة على المستوى المجهري كحدوث تفاعل كيميائي أو يحدث تغير في الحالة الفيزيائية (انصهار، تجمد، …) على المستوى العياني، أو يحدث تغير في درجة الحرارة على المستوى العياني، نقول أنه حدث تغير في الطاقة الداخلية لهذه المادة.
• للطاقة الداخلية مركبتين:
  • مركبة حرارية يرمز لها بـ $E_{th}$.
  • مركبة منسوبة للحالة الفيزيائية – الكيميائية. ملخص سلسلة الطاقة الداخلية في الفيزياء

2- المركبة الحرارية للطاقة الداخلية $E_{th}$ عبارة التحويل الحراري في حالة تغير درجة الحرارة:

• إذا ارتفعت أو انخفضت درجة حرارة جملة تتكون من مادة X، تكون الجملة حتما اكتسبت (أو فقدت) طاقة بتحويل حراري Q، يعبر عن مقدار هذا التحويل بالعلاقة: $Q = C(\theta_f – \theta_i) = m \cdot c_X(\theta_f – \theta_i)$

حيث: $Q$: مقدار التحويل الحراري، يقدر بالجول (J). $m$: كتلة المادة X، تقدر بالكيلو غرام (kg). $\theta_i$: درجة الحرارة الابتدائية، تقدر بالدرجة المئوية (C°). $\theta_f$: درجة الحرارة النهائية، تقدر بالدرجة المئوية (C°). $c_X$: السعة الحرارية الكتلية للمادة X، وهي ثابت يميز هذه المادة. $C = m \cdot c$: السعة الحرارية للجملة.

• إذا كانت الجملة تتكون من عدة مواد، فإن السعة الحرارية الكلية C للجملة تعطى بالعلاقة: $C = m_1c_1 + m_2c_2 + … + m_nc_n$
• إذا ارتفعت درجة الحرارة ($\theta_f > \theta_i$) يكون $Q > 0$ (اكتساب طاقة).
• إذا انخفضت درجة الحرارة ($\theta_f < \theta_i$) يكون $Q < 0$ (فقدان طاقة).

ملاحظة (المسعر الحراري): نستعمل المسعر الحراري للحفاظ على درجة حرارة الجملة ومنع تبادل الحرارة مع الوسط الخارجي. يتميز المسعر بالمكافئ المائي $\mu$، وتعطى سعته الحرارية بالعلاقة: $C = \mu \cdot c_e$

استطاعة التحويل: تعطى استطاعة التحويل الطاقوي الحراري P بالعلاقة: $P = \frac{|Q|}{\Delta t}$

التوازن الحراري: عند حدوث توازن حراري في جملة معزولة طاقوياً ($Q=0$)، يكون مجموع التحويلات الطاقوية معدوماً: $Q_1 + Q_2 + … = 0$

فعل جول: هو التحويل الحراري المرافق لمرور تيار كهربائي في ناقل أومي: $E = P \cdot \Delta t = U \cdot I \cdot \Delta t = R \cdot I^2 \cdot \Delta t$