الحرارة والتحولات الفيزيائية للمادة                  La chaleur et les changements d'état physique de la matière 

(ذ.ابراهيم الطاهري)

 I) تعيين درجة الحرارة :

 تــجــربــة : نأخذ كأسين أحدهما يحتوي على ماء بارد والآخر على مـاء ساخن، ثـم ندخـل اليد اليمنى في الكأس الأول واليد اليسرى في الكأس الثاني.

Description : 2                          Description : 1

 

 ملاحظة واستنتاج :

- اليد اليمنى تجعلنا نحس أن الـماء الموجود فـي الكأس الأول بـارد، بينما الـيـد اليسرى تجعلنا نحس أن الماء الموجود فـي الكأس الثاني ساخن.

- تمكننا حاسة اللمس مـن التمييز بين الماء السـاخـن والماء الـبارد ، ولكنها لا تمكننا مـن تحديد قيمة درجة الحرارة ،لذلـك نلجأ إلى استعمال أداة تساعدنـا على تعيين درجة حرارة جسم ما ، وهي المحرار الذي يتكون أساسا مـن خزان يحتوي على سائل محراري (كحول أو زئبق أو كيروزين) مرتبط بأنبوب شفاف دقيق وساق مدرجة .

- نرمز لدرجة الحرارة بـ  θ ، ووحدتها المستعملة هي الدرجة سلسيوس التي نرمز لها بـ .   

 تعيين درجة حرارة جسم سائل:     Description : clignote         

لتعيين درجة حرارة جسم سائل بواسطة محرار ، يجب اتباع المراحل التالية :

 - تحديد قيمة كل تدريجة من تدريجات المحرار.

 - ندخل خزان المحرار بكامله في السائل دون حدوث تماس بينه وبين قعر الإناء أو جوانبه الداخلية .

 - ننتظر حتى يستقر مستوى السائل المحراري .

 - نحدد درجـة الحرارة دون إخـراج المحرار من السائل ، حيث يـجـب أن تـوضـع العين فـي

أنبوب دقيق

 

ساق مدرجة

 

 

السائل المحراري

 

 

الخزان

 

 

 

 

 

 

 
المستوى الأفقي لسطح السائل المحراري .

 - نكتب القيمة المحصل عليها متبوعة بوحدة القياس .

Description : nivA  مــثــال :                                                                               

    بالنسبة للمحرار الممثل جانبه، قيمة درجة الحرارة المشار إليها هي :

 

θ = 20 °C

 

 

 

 

 

 مــلــحــوظــة : هناك عدة أنواع من المحارير ، نذكر منها مثلا :

 

Description : images2       Description : images3        Description : thR         Description : images4          Description : 0

                  محرار                      محارير طبية                   المحرار الالكتروني              محرار ذو إبرة        محرار درجتي الحرارة

                 المختبر                                                                                                       وميناء                     الدنيا والعليا

II) الحرارة وتغير درجة الحرارة :

   تــجــربــة :Description : 45                            

  

 

                                                                 محرار                                          

                                                                                                  حامل

       

 

 

                                                                                                       ماء

 

 

 

                                                                      موقد بنسن

 

 

   استنتاج :

 - خلال القيام بعملية التسخين ، يعطي الموقد الحرارة للماء فترتفع درجة حرارته ، نقول إذن ان الماء اكتسب الحرارة من  لهب الموقد .

 - عند التوقف عـن التسخين ، يعطي الماء الحرارة للمحيط الـمـجـاور لـه، فتنخفض درجة حرارته، نقول إذن ان الماء فقد الحرارة التي أعطاها للوسط المحيط به .

 III) التحولات الفيزيائية للمادة :

   1) الحالة الصلبة والحالة السائلة :

 تــجــربــة (1) :

        نضع كأسا يحتوي على كمية من الماء داخل مقصورة الثلاجة ،ونتركه لمدة معينة.

 اسـتـنـتـاج :

    يؤدي فقدان الماء السائل للحرارة إلى انخفاض درجة حرارته إلى قيمة معينة، ثم تحوله من الحالة الفيزيائية السائلة إلى الحالة الفيزيائية الصلبة، يسمى هذا التحول بالتجمد.

تــجــربــة (2) : نضع قطع جليد تحت أشعة الشمس لمدة معينة .

 اسـتـنـتـاج :

    يؤدي اكتساب الجليد للحرارة إلـى ارتفاع درجة حرارته إلـى قيمة معينة، ثـم تحوله من الحالة الفيزيائية الصلبة إلى الحالة الفيزيائية السائلة ، يسمى هذا التحول بالانصهار.

خــــــلاصــــة :

Rectangle à coins arrondis:  التجمد هو تحول الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة .   v
 الانصهار هو تحول الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة .    v
 

 

 

 


   2) الحالة السائلة والحالة الغازية :

Description : lastscanتــجــربــة  :

 

 

 

 

 

 

 

 

اسـتـنـتـاج :

 - عند اكتساب الماء للحرارة حتـى الغليان، تظهر فقاعات بخار الماء  على سـطـح الـمـاء أو داخـلـه نتيجة تحول هـذا الأخير مـن  الحـالـة الفيزيائية السائلة إلى الحالة الفيزيائية الصلبة،يسمى هذا التحول بالتبخر .

 - عند ملامسة بخار الماء المتصاعد للصحن البارد، يتحول إلى قطرات مائية، فنقول ان بخار الماء قد تكاثف على السطح الداخلي للصحن البارد، ويسمى هذا التحول بالتكاثف أو الاسالة .

 

خــــــلاصــــة :

Rectangle à coins arrondis:  التبخر هو تحول الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية .   v
 التكاثف (أو الاسالة) هو تحول الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة الغازية إلى الحالة    v
السائلة.
 

 

 


                                      

 

 3) الحالة الصلبة والحالة الغازية :

 - تتحول بعض الأجسام مباشرة من الحالة الفيزيائية الصلبة إلى الحالة الفيزيائية الغازية، ويسمى هذا التحول بالتسامي.

 - تتحول بعض الأجسام مباشرة من الحالة الفيزيائية الغازية إلـى الحالة الفيزيائية الصلبة، ويسمى هذا التحول بالتكاثف.

خـــــــلاصــــــة عـــــــامـــــــــة :

 

نلخص التحولات الفيزيائية للمادة (الماء مثلا) في الخطاطة التالية :

 

 

IV ) انحفاظ الكتلة وعدم انحفاظ الحجم أثناء التحولات الفيزيائية :

    1) انحفاظ الكتلة أثناء التحولات الفيزيائية :

  تــجــربــة :

     نقيس كتلة قطع من الجليد موضوعة داخل مخبار ، ثم ننتظر حتى تنصهر هذه القطع لنقيس كتلة الماء المحصل عليه .

 

 

  استنتاج : كتلة الجليد تساوي كتلة الماء السائل، وبالتالي نقول إن كتلة الماء قد انحفظت أثناء تحوله من الحالة الفيزيائية الصلبة إلى الحالة الفيزيائية السائلة .

 تـعـمـيـم :

Rectangle à coins arrondis: تنحفظ كتلة المادة عند تحولها من حالة فيزيائية إلى أخرى .
 

 

 


) عدم انحفاظ الحجم أثناء التحولات الفيزيائية : 2  

 تــجــربــة : نصب حجما معينا من الماء في مخبار مدرج، ثم نضعه بعد ذلك في الثلاجة إلى أن يتجمد كليا، ثم نقرأ حجم الماء المتجمد المحصل عليه .

                                                                                                          

 

استنتاج : حجم الماء المتجمد أكبر من حجم الماء السائل، وبالتالي فإن حجم الماء لا ينحفظ أثناء تحوله من الحالة الفيزيائية السائلة إلى الحالة الفيزيائية الصلبة . 

تـعـمـيـم :

 

Rectangle à coins arrondis: لا ينحفظ (يتغير) حجم المادة عند تحولها من حالة فيزيائية إلى أخرى .
 

 

 


خــــــــلاصـــــــــة :

 

Rectangle à coins arrondis: يتغير حجم المادة عند تحولها من حالة فيزيائية إلى أخرى بينما لا تتغير كتلتها .
 

 

 

 


V  ) شرح التحولات الفيزيائية للمادة اعتمادا على النموذج الدقائقي :

  نشاط وثائقي :

Description : lastscan

  تحليل و تفسير :

 - تكون الدقائق في الحالة الصلبة ( الجليد) متراصة ومرتبة ، ولكن بعد الانصهار ، تزداد حركة الدقائق لتصبح غير مرتبة فيما بينها مكونة الماء في حالته السائلة.

 - بعد تبخر الماء، تزداد سرعة حركة الدقائق وتتباعد أكثر فيما بينها لتصبح غير متراصة وغير مرتبة مكونة الماء في حالته الغازية ( بخار الماء ) .

 

خــــلاصــــة:

Rectangle à coins arrondis:  أثناء تغير الحالة الفيزيائية للمادة، يتغير موضع الدقائق وسرعة حركتها ،ولكن عددها لا يتغير ، مما يفسر انحفاظ الكتلة أثناء التحولات الفيزيائية .