درجه الحراره والطاقه الحراريه
الأدوات : قارورة زجاجية فارغة ، بالون ، حوض به ماء بارد ، حوض به ماء ساخن .
الطريقة : ضع البالون على فوهة القارورة ، ثم ضع القارورة في الحوض الساخن ، ماذا تلاحظ ؟ ثم ضع القارورة في الحوض البارد ، ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة : سيشاهد الطلاب تمدد البالون عند وضع القارورة في الحوض الساخن ، و انكماشها عند ضع القارورة في الحوض البارد .
ما سبب تمدد البالون سواء عند وضعه في الحوض الساخن أو وضعه تحت أشعة الشمس أو حتى بالنفخ فيه ؟
أنّ تمدد البالون هو بسبب زيادة تصادم جزيئات الغاز بجدران البالون بشكل متكرر عندما تزيد طاقته الحركية بعد التسخين ، وأمّا عند التبريد فإنّ البالون ينكمش لنقص طاقته الحركية الذي يُبطيء التصادمات
خلاصة النشاط : التوصل إلى أنّ التسخين يزيد من التصادمات ، وهذا يعني أنّ الطاقة الحركية للجزيئات في الجسم الحار
أكبر من الطاقة الحركية للجزيئات في الجسم البارد .
وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم الحار أكبر من الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم البارد ، وبالتالي التوصل إلى النتيجة النهائية وهي أنّ :
الطاقة الحرارية : هي الطاقة الكلية للجزيئات ، وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية تعتمد على عدد الجزيئات ، فكلما كانت زاد عدد الجزيئات المتصادمة كانت الطاقة الحرارية أكبر .
وبالتالي إذا كانت المادة تحتوي على عدد N من الذرات فإن الطاقة الحرارية الكلية في المادة تساوي متوسط طاقتي الحركة والوضع لكل ذرة مضروب في العدد N ( لأن لكل ذرة طاقة حركية وطاقة وضع ) .
أكبر من الطاقة الحركية للجزيئات في الجسم البارد .
وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم الحار أكبر من الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم البارد ، وبالتالي التوصل إلى النتيجة النهائية وهي أنّ :
الطاقة الحرارية : هي الطاقة الكلية للجزيئات ، وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية تعتمد على عدد الجزيئات ، فكلما كانت زاد عدد الجزيئات المتصادمة كانت الطاقة الحرارية أكبر .
وبالتالي إذا كانت المادة تحتوي على عدد N من الذرات فإن الطاقة الحرارية الكلية في المادة تساوي متوسط طاقتي الحركة والوضع لكل ذرة مضروب في العدد N ( لأن لكل ذرة طاقة حركية وطاقة وضع ) .
تصادم الجزيئات
ماذا لو زادت عدد الجزيئات عند نفس درجة الحرارة ، هل سيتغيّر متوسط السرعة لكل جزيء أم لا ؟
أنّ متوسط السرعة لكل جزيء لم يتغيّر وبالتالي فإنّ متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء لم يتغيّر
درجة الحرارة تعتمد على متوسط الطاقة الحركية للجزيئات ولا تعتمد على عدد الجزيئات .
أيهما أكبر : الطاقة الحرارية لـ 100 جزيء أم الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء؟
بما أنّ الطاقة الحرارية هي الطاقة الكلية للجزيئات فإنّ الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء أكبر .
درجة الحرارة تعتمد على متوسط الطاقة الحركية للجزيئات ولا تعتمد على عدد الجزيئات .
أيهما أكبر : الطاقة الحرارية لـ 100 جزيء أم الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء؟
بما أنّ الطاقة الحرارية هي الطاقة الكلية للجزيئات فإنّ الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء أكبر .
اوصفي الطاقة الحركية للجسم الصلب عندما يكون ساخنا وعندما يكون باردا؟
أنّ الذرات في المواد الصلبة تبدو وكأنها مترابطة فيما بينها بنوابض فترتد الذرات ارتدادات مختلفة الشدة إلى الأمام وإلى الخلف مُعبرةً عن الطاقة الحركية ، كذلك أنّ هذه الارتدادات تكون في المواد الساخنة أكبر من المواد الباردة ، مثل الغازات تماما .
أنّ الذرات في المواد الصلبة تبدو وكأنها مترابطة فيما بينها بنوابض فترتد الذرات ارتدادات مختلفة الشدة إلى الأمام وإلى الخلف مُعبرةً عن الطاقة الحركية ، كذلك أنّ هذه الارتدادات تكون في المواد الساخنة أكبر من المواد الباردة ، مثل الغازات تماما .
تجربه بسيطه
نحتاج فيه إلى ثلاث أكواب :
في الأول ماء ساخن وفي الثاني ماء بارد والثالث فارغ ، ثم يتم قياس درجة حرارة كل من الكوب الأول والثاني ، ثم يتم سكب محتوى الكوبين في الكوب الثالث ، ثم يتم قياس درجة حرارة الكوب الثالث ،
نحتاج فيه إلى ثلاث أكواب :
في الأول ماء ساخن وفي الثاني ماء بارد والثالث فارغ ، ثم يتم قياس درجة حرارة كل من الكوب الأول والثاني ، ثم يتم سكب محتوى الكوبين في الكوب الثالث ، ثم يتم قياس درجة حرارة الكوب الثالث ،
أنّ الاتزان الحراري : هي الحالة التي يصبح عندها معدّل تدفق الطاقة الحرارية بين الجسمين متساوي ، ويكون لكلا الجسمين درجة الحرارة نفسها