Week 15 · Term 1 review (Units 1–4) and Darslab’s own review tasks · 3 lessons
1
مراجعة: حالات المادة والحرارة
Science Prep 2 Term 1, Units 1–4: Review
الهدفأراجع حالات المادة وتغيّرات الحالة والحرارة ودرجة الحرارة وطرق انتقال الحرارة الثلاث بمهام جديدة متنوعة.
كلمات جديدة
نموذج الجسيمات · المادة مكوّنة من جسيمات متحركة بينها تجاذب ومسافاتالحرارة · طاقة تنتقل بسبب فرق درجة الحرارةالحرارة النوعية · الحرارة اللازمة لتسخين ١ كغ من المادة بمقدار ١ °Cالتوصيل والحمل والإشعاع · الطرق الثلاث لانتقال الحرارة
الشرح
إليك ما ينبغي تذكره من الوحدة ١. للمادة حالات صلبة وسائلة وغازية وبلازما؛ ويفسرها نموذج الجسيمات بالمسافات والتجاذب وحركة الجسيمات. وعند اكتساب الطاقة تتحرك الجسيمات أسرع وترتفع درجة الحرارة، إلا في الأجزاء الأفقية من منحنى التسخين حيث تُضعف الطاقة التجاذب: الانصهار والغليان. فالانصهار والغليان والتسامي تكسب طاقة؛ والتجمد والتكاثف والتساقط تفقد طاقة. والتبخر تغير سطحي عند أي درجة حرارة، وهو أسرع بالدفء وبسطح أكبر وبهواء أجف أو متحرك. والنظام قد يكون مفتوحًا أو مغلقًا أو معزولًا. ودرجة الحرارة تقيس متوسط طاقة حركة الجسيمات، والطاقة الداخلية هي المجموع، والحرارة هي الطاقة التي تنتقل من الساخن إلى البارد. وتسخّن الحرارة نفسها كتلة صغيرة ومادة ذات حرارة نوعية منخفضة والجليد أكثر. وتنتقل الحرارة بالتوصيل (اصطدام الجسيمات في المواد الصلبة) وبالحمل (موائع متحركة) وبالإشعاع (موجات لا تحتاج إلى مادة). استخدم المنحنى المفترض للمادة Z (درجة انصهارها ٤٠ °C ودرجة غليانها ١٢٠ °C).
أمثلة محلولة
اقرأ منحنى المادة Z. الجزء ١ (٠–٤): يسخن الجسم الصلب حتى ٤٠ °C. الجزء ٢ (٤–١٠): أفقي عند ٤٠ °C، انصهار. الجزء ٣ (١٠–١٨): يسخن السائل حتى ١٢٠ °C. الجزء ٤ (١٨–٢٤): أفقي عند ١٢٠ °C، غليان. الجزء ٥: يسخن الغاز. وعند ٨٠ °C تكون المادة سائلة، بين ٤٠ °C و١٢٠ °C.
سمِّ كل تغير وقل هل تُكتسب الطاقة أم تُفقد: يود صلب يتحول إلى بخار (تسامٍ، تُكتسب)؛ صقيع يتكون على نافذة باردة (تساقط، تُفقد)؛ طريق مبلل يجف (تبخر، تُكتسب).
نخلط ١٠٠ غ من الماء عند ٧٠ °C مع ١٠٠ غ عند ٣٠ °C. الكتلتان متساويتان فالدرجة النهائية هي المتوسط، (٧٠ + ٣٠) ÷ ٢ = ٥٠ °C، مع إهمال الفقد. انتقلت الحرارة من الماء الساخن إلى البارد حتى الاتزان.
نشاط الفصل
ملصق الوحدة ١، بمساعدة أحد الكبار. ارسم في صفحة واحدة: (١) الحالات الثلاث كصناديق جسيمات، (٢) منحنى تسخين لمادة مفترضة من عندك بدرجتي انصهار وغليان، (٣) ثلاثة أسهم عليها: التوصيل والحمل والإشعاع مع مثال يومي لكل منها. اكتب جملة تحت كل رسم. لا تسخّن أي شيء: استخدم أرقامًا مفترضة وأمثلة من المطبخ فقط.
تدرّب
1
للمادة Z درجة انصهار ٤٠ °C ودرجة غليان ١٢٠ °C. ما حالتها عند ٢٥ °C و٨٠ °C و١٥٠ °C؟
صلبة عند ٢٥ °C، وسائلة عند ٨٠ °C، وغازية عند ١٥٠ °C.
2
أي صندوق يمثل غازًا؟
C: الجسيمات متباعدة وتتحرك بحرية.
3
في الجزء الأفقي من المنحنى عند ٤٠ °C، أين تذهب الطاقة المقدَّمة؟
تفرّق الجسيمات (تزداد طاقة الوضع) بينما تبقى درجة الحرارة ثابتة.
4
قِدر بلا غطاء وبرطمان مغلق وثرموس مثالي تمامًا: صنّف كل منها مفتوحًا أو مغلقًا أو معزولًا.
مفتوح، مغلق، معزول.
5
توصيل أم حمل أم إشعاع؟ (أ) ملعقة تسخن في الشاي، (ب) هواء دافئ يصعد من مدفأة، (ج) دفء الشمس.
(أ) توصيل، (ب) حمل، (ج) إشعاع.
6
كوبان فيهما ماء عند ٣٠ °C: أحدهما ١٠٠ غ والآخر ٣٠٠ غ. قارن درجة الحرارة والطاقة الداخلية. واذكر ثلاث طرق لتسريع التبخر.
درجة الحرارة نفسها؛ والكوب ٣٠٠ غ طاقته الداخلية أكبر. تسريع التبخر: دفء أكثر، وسطح أكبر، وهواء أجف أو متحرك.