Physics of Heat (Arabic) PDF

‫الفرقة االولى‬ ‫د‪ /‬إيمان أسعد الجمل‬ ‫أستاذ مساعد الفيزياء التجريبية‬  ‫درجة الحرارة وطرق قياسها‬ ‫الباب األول‪:‬‬ ‫تغير الحالة‬ ‫الباب الثاني ‪:‬‬ ‫الباب الثالث‪:‬‬ ‫التقدير الحرارى وتأثير الحرارة...

‫الفرقة االولى‬ ‫د‪ /‬إيمان أسعد الجمل‬ ‫أستاذ مساعد الفيزياء التجريبية‬  ‫درجة الحرارة وطرق قياسها‬ ‫الباب األول‪:‬‬ ‫تغير الحالة‬ ‫الباب الثاني ‪:‬‬ ‫الباب الثالث‪:‬‬ ‫التقدير الحرارى وتأثير الحرارة على الخواص الطبيعية‬ ‫انتقال الحرارة‬ ‫الباب الرابع‪:‬‬ ‫الباب الخامس‪ :‬نظرية الحركة للغازات‬  ‫الباب األول‬ ‫درجة الحرارة وطرق قياسها‬  ‫‪ -1‬كالهما ظاهرة عابرة والتحتوى األنظمة حرارة أو شغل ولكن يظهر أحدهما‬ ‫أو كالهما أثناء تغير حالة النظام‬ ‫‪ -2‬كالهما ظاهرة حدود عند حدود النظام وكل منهما يمثل طاقة تعبر حدود النظام‬ ‫‪ -3‬الحرارة والشغل كالهما دالة مسار بمعنى أن‪:‬‬ ‫‪ +Q‬تمثل حرارة منتقلة الى النظام ( مكتسبة )‬ ‫‪ -Q‬تمثل حرارة منتقلة من النظام ( مفقودة )‬ ‫‪ +W‬تمثل شغل يبذله النظام على الوسط المحيط‬ ‫‪ -W‬تمثل شغل الوسط المحيط على النظام‬  ‫يعتمد عمل مقاييس الحرارة ( الترمومترات) على أى خاصية فيزيائية‬ ‫للمادة الترمومترية والتى تتأثر بتغيير درجة الحرارة وتتغير معها بانتظام‬ ‫أمثلة للخواص التى تتأثر بدرجة الحرارة وتتغير بطريقة منتظمة‬ ‫( الترمومترات السائلة والغازية)‬ ‫‪ -1‬حجم معين من سائل أو غاز‬ ‫( الترمومترات الغازية)‬ ‫‪ -2‬ضغط غاز‬ ‫(الترمومترات الصلبة)‬ ‫‪ -3‬المقاومة الكهربية لسلك‬ ‫‪ -4‬القوة الدافعة الكهربية )‪ (emf‬التى تتولد من وصلة ازدواج حرارى‬ ‫(الترمومترات الصلبة)‬ ‫‪thermocouple‬‬  ‫العالقة بين المقاييس الترمومترية‬ ‫‪C − 0 K − 273 F − 32‬‬ ‫=‬ ‫=‬ ‫‪100‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪180‬‬  ‫العالقة بين الخاصية الفيزيائية ودرجة الحرارة‬ ‫إليجاد درجة الحرارة ‪ ‬نعتبر ‪ X‬قيمة الخاصية الفيزيائية والتغير فيها‬ ‫يعطى بالمعادلة التالية‪:‬‬ ‫‪X 100 − X 0 X  − X 0‬‬ ‫=‬ ‫‪100‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪X − X 0‬‬ ‫=‪‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪X 100 − X 0‬‬ ‫‪X 100 − X 0‬‬ ‫‪X = X o +‬‬ ‫) ‪ = X o (1 + ‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪X 100 − X 0‬‬ ‫معامل زيادة قيمة ‪ X‬لدرجة واحدة مئوية بين‬ ‫=‪‬‬ ‫الصفر و ‪ 100‬درجة مئوية‬ ‫‪100X 0‬‬ ‫‪oC‬‬ ‫مدى القياس‬ ‫الخاصية الترمومترية‬ ‫نوع الترمومتر‬ ‫‪-38 ---- 350‬‬ ‫تمدد عمود رفيع من الزئبق‬ ‫الترمومتر الزئبقى‬ ‫‪-80 ---- 100‬‬ ‫تمدد عمود رفيع من الكحول‬ ‫الترمومتر الكحولى‬ ‫‪-40 ---- 500‬‬ ‫التمدد النسبى لمعدنين مختلفين‬ ‫اإلزدواج المعدنى‬ ‫‪-250 ---- 500‬‬ ‫تولد ‪ emf‬بسبب اختالف دالة الشغل‬ ‫اإلزدواج الحرارى‬ ‫لمعدنين متصلين (‪)junction‬‬ ‫‪-232 ---- 1600‬‬ ‫مقاومة سلك من البالتين‬ ‫ترمومتر المقاومة‬ ‫الكهربية‬ ‫‪-269 ---- 1600‬‬ ‫ضغط او حجم كتلة ثابتة من الغاز‬ ‫الترمومتر الغازى‬ ‫أعلى من ‪800‬‬ ‫شدة احمرار فتيل من التنجستن‬ ‫البيرومتر الضوئى‬  ‫الترمومترات السائلة ( المادة الترمومترية سائلة)‬ ‫الزئبقى‬ ‫الكحولى‬ ‫النهاية العظمى والصغرى‬ ‫الترمومترات السائلة الزجاجية‬ ‫‪ -1‬ترمومتر النهاية العظمى و الصغرى‬ ‫‪ -2‬ترمومتر بكمان‬ ‫يستخدم لقياس التغيرات الطفيفة في درجات الحرارة‬ ‫بدقة ‪ 0.01‬من الدرجة‬  ‫الترمومترات الغازية‬ ‫الترمومتر الغازي ثابت الحجم‬ ‫‪P − P0‬‬ ‫) ‪P = P0 (1 + ‬‬ ‫=‪‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪P100 − P0‬‬ ‫=‪‬‬ ‫‪1‬‬ ‫معامل التمدد للغاز‬ ‫‪273‬‬  ‫ الترمومتر البالتينى‬ ‫ ترمومتر االزدواج المعدنى‬ ‫ ترمومتر االزدواج الحرارى‬  ‫الترمومتر البالتيني أو ترمومتر المقاومة الكهربية‬ R − R0 = 100 R = R0 (1 +    ) R100 − R0 Where R θ = The resistance of the conductor at temperature t (°C) Ro = The resistance at the reference temperature, usually 0°C = The temperature coefficient of resistance R100 − R0 R f − Ri = = R0 ( − 0) Ri ( f −  i ) θ= The difference between the operating and the reference Temperatures ‫ترمومتر االزدواج المعدنى‬ ‫ترمومتر االزدواج الحرارى ‪Thermocouple‬‬ ‫ التأثير الكهرو حرارى(‪)thermoelectric effect or Seebeck effect‬‬ ‫ تسمى نقطة االتصال بين السلكين بالوصلة الحرارية‬ ‫ الدائرة التي تحتوى على وصلتين حراريتين‬ ‫تسمى بدائرة االزدواج الحراري‪.‬‬ ‫قانون درجة الحرارة المتوسطة‬ ‫اذا وضع االلتصاق الساخن فى درجة حرارة ‪ t1‬و البارد فلى درجة‬ ‫حرارة ‪ t2‬فإن القوة الدافعة الكهربية الناتجة يمكن اعتبارها المجمع‬ ‫الجبري للقوى ‪E1‬و ‪E2‬‬ ‫قانون الدوائر المتجانسة‬ ‫اليمكن أن تولد قوة دافعة كهربية كهروحرارية فى دائرة تكون أسالكها من نفس المعدن‬  ‫مسائل‬ ‫‪ -1‬حول درجة الحرارة ‪ 80 F‬الى ما يقابلها على تدريج سلزيوس‪.‬‬ ‫‪ -2‬اوجد درجة الحرارة على الترمومتر البالتيني اذا علمت أن مقاومة الترمومتر عند درجات‬ ‫حرارة صفر و الدرجة المجهولة و ‪ 100‬درجة مئوية هي ‪ 1.2‬و ‪ 1.448‬و ‪ 1.7‬أوم على‬ ‫الترتيب‪.‬ثم احسب الفرق بين درجة الحرارة الناتجة و درجة حرارة ‪ 50‬مئوية المقاسة على‬ ‫المقياس الغازي‪.‬‬ ‫‪-3‬اذا كانت قراءة الضغط لترمومتر غازي ثابت الحجم هي ‪ 23.5‬و ‪ 75‬و ‪ 102.4‬سم‬ ‫زئبق عندما غمر مستودعه في سائل الهواء و الثلج و الماء المغلي على الترتيب‪.‬‬ ‫ماذا تكون درجة حرارة سائل الهواء بواسطة هذا المقياس الغازي؟‬