(حصرياً)حل كتاب العلوم الفصل الثاني

الوحدة السادسة

الفصل الأول

س1:وضح المقصود بالمفاهيم الآتية:
الصيغة البنائية ، الهيدروكربونات ، التشكل ، التقطير التجزيئي .
الصيغة البنائية : هي الصيغة التي توضح كيفية ترتيب الذرات والروابط في الجزيء.
الهيدروكربونات : هي مركبات كيميائية تتكون من الكربون والهيدروجين فقط .
التشكل : هو وجود أكثر من صيغة بنائية للصيغة الجزيئية الواحدة .
التقطير التجزيئي : هو فصل مكونات النفط حسب درجات غليانها .

ج2: أ – ( 1 ) ب – ( 2 ) ج – ( 3 ) د – ( 4 )

س3: اكتب الصيغ البنائية لمتشكلات مركب الهكسان؟
لمركب الهكسان أربعة متشكلات
1- المتشكل الأول : 6 ذرات كربون على خط أفقي.
2- المتشكل الثاني : 5 ذرات كربون على خط أفقي.
3- المتشكل الثالث : 4 ذرات كربون على خط أفقي.
4- المتشكل الرابع : 3 ذرات كربون على خط أفقي.

س4: اشرح كيفية فصل الألكانات من النفط؟
يوضع النفط في برج ويعرض لدرجات حرارة عالية فتبدأ الألكانات بالتبخر كل حسب درجة غليانه ويكثف بخار كل ألكان في الأعلى ويفصل .
س5: أيهما تنتج عن احتراق مول واحد منه طاقه أكبر، الهبتان أم النونان؟ علل إجابتك، ثم اكتب معادلتي التفاعل؟
النونان لأنه يحتوي على عدد ذرات كربون أكثر وبالتالي تكون الطاقة الناتجة عنه أكبر
C7H16 + 11O2 7CO2 + 8H2O + Energy
C9H20 + 14O2 9CO2 + 10H2O + Energy
س6: علل الآتية...
1) تعتبر الألكانات هيدروكربونات مشعبة؟
2) يستخدم الماس في قص الزجاج؟
3) تزداد درجات غليان الألكانات بازدياد عدد ذرات الكربون فيها.
1) لأن ذرات الكربون فيها لا تستطيع الارتباط بذرات عناصر أحلو لوجود الروابط الأحادية .
2) بسبب صلابته وقساوته .
3) بسبب ازدياد الكتلة المولية وبالتالي تزداد قوى الترابط بين الجزيئات فنحتاج لطاقة أكبر لتفكيكها وبالتالي تزداد درجة الغليان .

الفصل الثاني

س1: وضح المقصود بالمفاهيم الآتية:
هيدروكربون غير مشبع ، ميلمر ، تفاعل الإضافة ، المونمر
هيدروكربون غير مشبع : هي المركبات التي تستطيع الارتباط بذرات عناصر أحلو لوجود الرابطة الثنائية أو الثلاثية .
مبلمر : هو جزيء ضخم كبير يتكون من اتحاد أعداد كبيرة من جزيئات صغيرة .
تفاعل الإضافة : هو تفاعل كيميائي يتحد فيه أكثر من عنصر لتكوين مادة جديدة ، ويتم في المركبات العضوية الغير مشبعة كالألكينات .
المونمر : هي جزيئات صغيرة تتحد مع بعضها لتكوين جزيء كبير .

س2: اختر الإجابة الصحيحة فيما يأتي:
أ – ( 1 ) ب – ( 3 ) ج – ( 4 ) د – ( 3 ) هـ - ( 3 )

س3: أكتب صيغة بنائية للألكينات الآتية:
بروبين، هكسين، أوكتين.
راجع الكتاب ص56 ، ص57.

س4: وضح المقصود بالهدرجة، وأعط تطبيقاً عملياً عليها.
الهدرجة : هي إضافة الهيدروجين إلى المركب الغير مشبع لتحويله إلى مركب مشبع .
مثل هدرجة الزيوت وهي تحويل الزيوت النباتية والحيوانية الغير مشبعة إلى مركبات مشبعة .

س5: علل الآتية:
أ‌- تسمى الألكينات مركبات غير مشبعة.
ب-لا تستخدم الألكانات في تصنيع الملبمرات.
أ – لأنها تستطيع الارتباط بذرات عناصر أحلو لوجود الرابطة الثنائية .
ب – لأنها مركبات مشبعة لا تستطيع الارتباط بذرات عناصر أحلو لأن جميع روابطها أحادية .

أسئلة الوحدة

1) وضح المقصود بالمفاهيم الآتية:
الألكانات/ هي مركبات هيدروكربونية مشبعة ترتبط فيها ذرات الكربون بروابط تساهمية أحادية.
بارفينات / هي مصطلح يدل على الألكانات وهو يعني الخمول.
التقطير التجزيئي / هو فصل النقط إلى مكونات الأساسية حسب درجة غليانها.
البلمرة / : هي تفاعل كيميائي يتحد فيه أعداد كبيرة من جزيئات صغيرة تسمى مونمرات لتكون جزيء ضخم كبير يختلف في صفاته عن صفات الجزيئات الصغيرة.
الهدرجة/ هو إضافة الهيدروجين إلى المركبات الغير مشبعة لتحويلها إلى مركبات مشبعة.

2)
1- ( ب ) 2- ( ب ) 3- ( د ) 4- ( د ) 5- ( د ) 6- ( أ )

3)مركب رباعي فلوروإيثيلين الذي صغته البنائية وهو مونمر لمبلمر التفلون المستخدم في أواني الطبخ لمنع التصاق الطعام بها، اكتب معادلة تبين كيفية تكوين هذا المبلمر.

F F F F F F
C=C + C=C + C=C + …………
F F F F F F

F F F F

-- C-C-C-C -----
F F F F

4)اكتب صيغة كل من: A,B,C,D,E فيما يأتي

C3H6 :- A
CO2 :- B
H2O :- C
C3H6Br2 :- D
E-: مبلمر البولي بروبلين.

5)وضح المقصود بالبلمرة؟ وأعط أمثله على مبلمرات تستخدمها في حياتك.

البلمرة: هي تفاعل كيميائي يتحد فيه أعداد كبيرة من جزيئات صغيرة تسمى مونمرات لتكون جزيء ضخم كبير يختلف في صفاته عن صفات الجزيئات الصغيرة.
مثل أكياس البلاستيك وخراطيم المياه تصنع من مبلمر البولي ايثيلين.
6)اشرح كيف يمكنك الكشف عمليا عن وجود الرابطة الثنائية في المركبات العضوية.
عن طريق إضافة عنصر البروم وهو لون برتقالي فإذا تفاعل البروم واختفى لون يكون المركب ألكين يحتوى على رابطة ثنائية وإذا بقى لون ولم يتفاعل يكون لا وجود للرابطة الثنائية "ألكان".
7)وضح كيف تؤثر ظاهرة التشكل على الخصائص الفيزيائية للمركبات العضوية.
1- كلما ازداد عدد ذرات الكربون ازدادت درجة الغليان
2- كلما ازداد التفرع قلت درجة الغليان.

Cool

أكمل المعادلات الآتية:
1 4CO2+5H2O+Energy -C4H10+3/2 O2

2- C5H10 + Br2 C5H10Br2

3- C18H36 + H2 C18H38

4-
…+C2H4 + C2H4 +...

H H H H

--------- C-C-C-C -----
H H H H

الوحدة السابعة

الفصل الأول

س1: اذكر نص كل من مبدأ باسكال وقاعدة أرخميدس.
مبدأ باسكال : ينص على "إذا وقع ضغط خارجي على سائل محصور ، فإن هذا الضغط ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي " .
قاعدة أرخميدس : تنص على "يتعرض الجسم المغمور كليا أو جزئيا إلى قوة دفع تدفعه رأسياٌ إلى أعلى مقدارها يساوي وزن السائل المزاح " .

س2: كيف يمكن استخدام ظاهرة طفو الأجسام في التحكم في ملء خزان الماء؟
باستخدام العوامة فعندما يمتلئ الخزان تطفو العوامة وترتفع إلى أعلى فتغلق فتحة دخول الماء وعندما ينخفض الماء في الخزان يقوم ذراع العوامة بسحب المحبس وفتح الأنبوب للسماح بدخول الماء .

س3: علل ما يلي:
أ - لا يستطيع الغواصون الغوص إلى أعماق البحار العميقة.
ب - تطفو السفينة في الماء مع أنها مصنوعة من الحديد.
ج - تغطس البيضة الطازجة في الماء العذب ، بينما تطفو في الماء المالح.
أ – لأن الضغط في الأعماق كبير جداٌ وبالتالي يؤثر على القفص الصدري ليسبب صعوبة في التنفس .
ب – لأن متوسط كثافة السفينة أقل من كثافة الماء .
ج – لأن معدل كثافة البيضة أعلى من الماء العذب فتغطس وأقل من الماء المالح فتطفو ، وبالتالي فإن كثافة الماء العذب أقل من كثافة الماء المالح

س4: فسر ما يلي: تنشأ قوة الدفع إلى أعلى على الجسم المغمور في سائل من اختلاف ضغط السائل على الجسم.
لأن الضغط عند قاع الجسم أكبر من الضغط عند السطح مما يؤدي إلى نشوء قوة عند قاع الجسم أكبر من السطح وبالتالي يرتفع الجسم إلى أعلى .
س5: ملئت ثلاثة أوعية متشابهة إلى الارتفاع نفسه بسوائل الزيت، والماء، والكيروسين. حدد في أي هذه الأوعية يكون الضغط على القاعدة أكبر ما يمكن. فسر إجابتك.
الضغط أكبر ما يكون في الماء ثم الزيت ثم الكيروسين ، لأن الضغط يتناسب تناسباٌ طردياٌ مع كثافة السائل فكثافة الماء أكبر من الزيت وكثافة الزيت أكبر من الكيروسين .
كثافة الماء = 1000 كغم / م3
كثافة الزيت = 920 كغم / م3
كثافة الكيروسين = 820 كغم / م3

س6: صفيحة على شكل متوازي مستطيلات أبعادها 40سم، 20سم،20سم. ملئت كليا بالغليسرين الذي كثافته 1260كغم/م3 .احسب مايلي:
• الضغط المعياري على قاعدة الصحيفة.
• معدل الضغط الجانبي المعياري على الصفيحة.
• القوة المؤثرة على القاعدة من الجليسيرين.
• القوة المؤثرة من الجليسيرين على أحد جدران الصفيحة.
• الضغط المعياري على قاعدة الصفيحة = ف ث جـ
=4,0 × 1260 × 8,9
=2,4939 باسكال
• معدل الضغط الجانبي المعياري على الصفيحة = (الضغط عند السطح + الضغط عند القاع )/ 2
= (ف ث جـ سطح + ف ث جـ قاع)/ 2
= ( 0 × 1260× 8,9 + 4,0 × 1260 × 8,9 ) / 2
= (0 + 2,4939 )/ 2
= 6,2469 باسكال
• القوة المؤثرة على القاعدة = الضغط * مساحة القاعدة
= 2,4939 * (2,0 * 2,0)
= 568,197 نيوتن
* القوة المؤثرة على أحد الجدران = معدل الضغط الجانبي * مساحة الجدار
= 6,2469 * (4,0 * 2,0)
= 568,197 نيوتن

س7: ترفع سيارة كتلتها 1000كغم في مغسلة بوساطة مكبس هيدروليكي مساحة سطح مكبس الأسطوانة الكبرى فيه 0.3م2. ومساحة سطح مكبس الأسطوانة الصغرى0.01م2 احسب ما يأتي:
• الفائدة الميكانيكية للمكبس الهيدروليكي.
• القوة اللازم التأثير بها على مكبس الأسطوانة الصغرى.
الفائدة الميكانيكية للمكبس الهيدروليكي = ق2/ق1 أو س2/س1
= 3,0 / 01,0
=30
القوة اللازم التأثير بها على مكبس الأسطوانة الصغرى
ق1 / ق2 = س1 / س2
ق2 = ك * جـ
= 1000 * 8,9
= 9800 نيوتن
ق1 / ق2 = س1 / س2
ق1 / 9800 = 01,0 / 3,0
ق1 = 9800 * 01,0 / 3,0
= 67,326 نيوتن
س8: يطفو جسم على سائل وينغمر فيه نصف حجمه، احسب كثافة السائل إذا علمت أن كثافة الجسم 1400كغم/م3.
المعطيات
حَ = 5,0 ح ثَ = ؟ ث = 1400 كغم / م3

ح ث = حَ ثَ
ثَ = ح ث / حَ
= ح الجسم × 1400 / (5,0 حجم الجسم)
= 1400 / 5,0
= 2800 كغم / م3

س9: كرة حديد وزنها في الهواء 100نيوتن، إذا غمرت في الماء الذي كثافته 1000كغم/م3 أصبح وزنها الظاهري 50 نيوتن، وإذا غمرت في سائل آخر أصبح وزنها الظاهري 25 نيوتن احسب كثافة السائل.
المعطيات
و = 100 نيوتن ث ماء = 1000 كغم / م3 وَ ماء = 50 نيوتن وَ سائل = 25 نيوتن ث سائل = ؟
و – وَ = ح جـ ث
لإيجاد كثافة السائل من القانون السابق لا بد من إيجاد الحجم ونحصل عليه من خلال تطبيق القانون على الماء و – وَ = ح جـ ث
100 – 50 = ح 9.8 ×1000
50 = 9800 ح
ح = 50 / 9800
ح = 005,0 م3
بعد إيجاد الحجم نطبق في القانون ونحصل على كثافة السائل
و – وَ = ح جـ ث
100 – 25 = 005,0 ×9.8 ث
75 = 049,0 ث
ث = 75 / 049,0
ث = 6,1530 كغم / م3

س10: أسطوانة من الحديد ارتفاعها 20.4 سم تطفو فوق الزئبق في وضع رأسي. فإذا كانت كثافة الحديد 7.8غم/سم3 وكثافة الزئبق 13.6غم/سم3. احسب عمق الجزء المغمور من الأسطوانة في الزئبق.
المعطيات
ل = 4,20 سم ث = 8,7 غم / سم3 ثَ = 6,13 غم / سم3 لَ = ؟
نستخدم قانون الطفو نظراٌ لأن الاسطوانة طافية على الزئبق ونعوض بالطول بدلاٌ عن الحجم
ل ث = لَ ثَ
4,20 × 8,7 = 6,13 لَ
12,159 = 6,13 لَ
لَ = 12,159 / 6,13
= 7,11 سم

الفصل الثاني

س1: وضح المقصود بما يأتي: أ) المائع المثالي ب) تأثير فنتوري
أ- المائع المثالي:هو المائع الذي يتميز بالخصائص التالية 1- غير لزج 2- غير قابل للانضغاط 3- جريانه منتظم .
ب- تأثير فنتوري:إذا قلت مساحة مقطع مجرى المائع تزداد سرعته ويقل ضغطه والعكس صحيح .

س2: فسر ما يأتي:
أ‌- لماذا يتم تحذير شخص من الوقوف بجانب خط سكة حديد أو بالقرب من خط سيارات سريعة.
ب- يصمم جناح الطائرة بحيث يكون السطح العلوي له محدبا.
أ- ينصح الأشخاص بعدم الوقوف بجانب خط سكة حديد أو بالقرب من خط سيارات سريعة لأنه عند مرور قطار أو سيارة سريعة تزداد سرعة الهواء بين القطار والشخص الواقف على جانب سكة الحديد فيقل الضغط أمامه وبالتالي يصبح الضغط خلف الشخص أكبر مما يؤدي إلى دفعه باتجاه القطار .
ب- حتى يمر الهواء أعلى الجناح بسرعة أكبر من أسفل الجناح وبالتالي يصبح الضغط أسفل الجناح أكبر بكثير من الضغط أعلى الجناح مما يؤدي إلى ارتفاع الطائرة إلى الأعلى .
نذكر هنا بأن سرعة المائع تتناسب تناسباٌ عكسياٌ مع الضغط .

س3: يتدفق ماء في أنبوب أفقي فيمر من قطة مساحة المقطع عندها 0.2م2 احسب ما يأتي:
أ- مقدار سرعة السائل عند تلك النقطة إذا كان معدل التدفق 0.8م3/ث.
ب- مقدار نصف قطر الأنبوب عند نقطة سرعة السائل عندها 308م/ث.
المعطيات

س1 = 2,0م2 ع1 = ؟ معدل التدفق = 8,0م3/ث نق = ؟ ع2 = 8,3 م / ث
أ – معدل التدفق = س1 ع1
8,0 = 2,0 ع1
ع1 = 8,0 / 2,0
ع1 = 4 م / ث
ب - س = ط نق2
للحصول على نق لا بد من إيجاد س
معدل التدفق = س2 ع2
8,0 = س2 × 8,3
س2 = 8,0/8,3
س2 =1 2 و 0 م2
س2 = ط نق2
21,0 = 14,3 نق2
نق2 =21,0 / 14,3
نق2 = 067,0
نق =259,0 م

س4: يسري سائل في أنبوبين قطر الأول 10سم وسرعة التدفق فيه 19م/ث، وقطر الثاني7سم وسرعة التدفق فيه10م/ث وفي النهاية يصبان في أنبوب واحدة قطره 15سم كما في الشكل المجاور. احسب سرعة التدفق في الأنبوب الكبير.
المعطيات

س1 = ط نق2 = ط (0.05)2
س2 = ط نق2 = ط (0.035)2
س3 = ط نق2 = ط(0.075)2
س1 ع1 +س2 ع2 = س3 ع3
ط (0.05)2×19+ط(0.035)2×10=ط(0.075)2ع3
0.0475+0.01225=0.0056 ع3

ع3= 0.05975/0.0056=10.6م/ث

س5: يتدفق الماء في أنبوب أفقي بمعل 0.004م3/ث عند نقطة مساحتها0.001م2 والضغط عندها 120000باسكال. احسب مقدار مساحة اختناق في الأنبوب حيث مقدار الضغط عنده 100000باسكال.
معدل التدفق = 0.004 م3/ث س1 = 0.001 م2 ض1 = 120000 باسكال
س2 = ؟ ض2 = 100000 باسكال
معدل التدفق = س1 ع1
0.004= ع1 x 0.001
ع1 = 0.004 / 0.001
= 4 م / ث
باستخدام معادلة برنولي
ض1 + 0.5 ث ع21 = ض2 + 0.5 ث ع22
120000 + ( 0.5×1000×16) = 100000 + (0.5 ×1000 × ع22)
120000 + 8000 = 100000 + 500 ع22
128000 = 100000 + 500 ع22
128000 – 100000 = 500 ع22
28000 = 500 ع22
ع22 = 28000 / 500
= 56
ع2 = 7.48 م / ث

س6: ينساب كيروسين في مقياس فنتوري كثافته 0.82غم/سم3، فإذا كان قطر الاختناق 10سم وقطر مدخله20سن وكان الانخفاض في الضغط بين النقطتين 30000باسكال احسب مقدار سرعة انسياب الكيروسين.
ث= 820كغم/م3 نق2= 5سم=.05م نق1=10سم=0.1م
ط ض= 30000باسكل ع1=؟؟
س1= ط نق2 = 3.14×(0.1)2=0.0314م2
س2= ط نق2= 3.14×(0.05)2=7.8×10-3م2

س1ع1=س2ع2
ع2= س1ع1/س2=0.0314×ع1/7.8×10-3
=4ع1
بالتطبيق في معادلة برنولي
ض1- ض2=1/2ث (ع2-ع2)
2 1
30000=1/2×820(4ع1)2-ع21)
30000=410×(16ع21-ع21)

30000=410×15ع21
30000=6150ع21
ع21=30000/6150=4.87

ع1=2.2م/ث

س7: وصلت سرعة جريان الهواء فوق جناح طائرة صغيرة 360م/ث أثناء سيرها على مدرج، وسرعته تحت الجناح 250م/ث وكان وزن الطائرة 17000نيوتن، ومساحة كل جناح 10م2.إذا علمت أن كثافة الهواء 1.3كغم/م3 هل ترتفع الطائرة؟وضح لماذا؟
ع2=360م/ث ع1=250م/ث و=17000نيوتن
س2=10م2 ث=1.3كغم/ م3
لا بد من حساب قوة الرفع
قوة الرفع = التغير في الضغط ×مساحة الجناحين.
التغير في الضغط مم ض =1/2ث(ع2 - ع2)

= 1/2×1.3((360)2-(250)2)
= 1/2×1.3(129600-62500)
=1/2×1.3×67100
= 43615 باسكال
قوة الرفع =43615×2×10= 872300نيوتن
ترتفع الطائرة لأن قوة الرفع أكبر من وزنها.

س8: سائل ينساب بسرعة(ع)خلال أنبوبة أسطوانية نصف قطرها(نق).مر السائل من أنبوبة اسطوانية أحلو نصف قطرها (نق/4). احسب النسبة بين سرعة تدفقه في الأسطوانة الأولى إلى سرعة تدفقه في الأسطوانة الثانية.
ع1= ع ، نق1 = نق، بما أن س1 =نق2 1 ط = نق2 ط
نق2 = نق\42 ، س2= نق 22 ط= نق2 ط\16
حسب معادلة الاستمرارية:
ع1س1=ع2س2
ع×نق2ط=ع2×نق2ط\16
ع2=16نق2ط×ع\(نق2ط)
بما أن ع2=16ع.

أسئلة الوحدة

س1: ا- لا ب- نعم ج- نعم د- لا هـ- نعم و- لا
س2: اكتب نص مبدأ برنولي.
يقل ضغط المائع المثالي كلما زادت سرعته.
س3: ما العوامل التي تحدد مقدار الضغط عند نقطة داخل سائل ساكن؟ وما اثر كل منها؟
1- ارتفاع السائل 2- كثافة السائل
وتتناسبان تناسباً طردياً مع الضغط.
س4:علل لما يأتي:
أ- تكون جدران السدود التي تحبس الماء سميكة عند قاعدتها.
لأنه كلما اتجهنا إلى الأسفل يزداد الضغط.
ب- لا نشعر بضغط الهواء رغم انه بعادل ضغط الماء عند نقطة تقع على عمق 10 أمتار تحت سطح الماء.
لان ضغط الهواء يعادل الضغط الداخلي للجسم.
س5: ما مقدار الضغط المطلق لنقطة تقع على بعد 30 متراً تحت سطح بحيرة.إذا علمت أن كثافة الماء 1000 كغم/م3 والضغط الجوي 100000 باسكال.
ف= 30م ث= 1000 كغم/م3 ض= 100000 باسكال
ض م = ض. + ف ث جـ
= 100000+ ( 30 × 1000 × 9.8 )
= 100000 + 294000
= 394000 باسكال.
س6: على أي عمق بحيرة يكون الضغط المطلق مساوياً ثلاثة أمثال الضغط الجوي.
ض م = 3 ض. ض= 100000 باسكال
ض م = ض + ف ث جـ
300000= 100000 + ف × 1000 ×9.8
300000= 100000 + 9800 ف
300000-100000= 9800 ف
200000= 9800 ف
ف = 200000/9800 = 20.4 م

السؤال السابع:
غواصة على عمق 200م تحت سطح البحر، اوجد مقدار القوة التي يؤثر بها ضغط ماء البحر على فتحة مساحة غطائها 2 م2 موجودة في أعلى الغواصة، علماً بأن كثافة ماء البحر 1025 كغم/م3.
ف= 200م ق= ؟ م= 2 م 2 ث= 1025 كغم/م3
ق= ض × م
ض= ف ث جـ = 200 × 1025 × 9.8 = 20 ×10 5 باسكال
ق= 20 × 10 5× 2 = 40 × 10 5نيوتن.
س8: غمر جسم كروي كتلته 1.6 كغم، ونصف قطره 3.5 سم في سائل الغليسرين الذي كثافته 1260 كغم/م3. احسب ما يأتي:
ك= 1.6 كغم نق=3.5سم= 0.035 م ث= 1260 كغم/م3
أ- كثافة الجسم الكروي.
الكثافة= الكتلة/الحجم
= 1.6/ (4/3) ط نق3
=1.6/((4/3) × 3.14 × (0.035)3)
= 1.6/ 01.7 × 10 -4
= 0.9 × 10 4
= 9 × 10 3 كغم /م3
ب- قوة دفع الغليسرين للجسم.
ق= ح ث جـ
=1.7 ×10 -4 × 1260 × 9.8
= 2.1 نيوتن.
ج- الوزن الظاهري للجسم في الغليسرين.
ق= و- و
و= ك جـ = 1.6 × 9.8= 15.7 نيوتن.
ق= و- و
و= و- ق
= 15.7 - 2.1 = 13.6 نيوتن.
س9:
مقياس فنتوري مساحة مقطع دخول السائل فيه 0.5 م2.، ومساحة مقطع الاختناق 0.1 م2 ، يتدفق من خلاله سائل كثافته 0.9 غم/سم3. إذا كان الفرق في ضغط السائل بين المقطعين 2 باسكال. احسب ما يلي:
س1=0.5م2 س2=0.1م2 ث= 0.9 غم/سم3 =900 كغم/م3 ض=2 باسكال ع2= ؟ معدل التدفق=؟
أ- سرعة تدفق السائل عند الاختناق.
س1ع1= س2ع2
ع2= (س1ع1)/ س2=0.5 ع1/0.1 = 5 ع1
بالتطبيق في معادلة برنولي
ض= 0.5 ث (ع2- ع1)
2= 0.5 × 900 ((5 ع1)2 - ع1)
2= 450 ( 24 ع1- ع1)
2= 450 × 23 ع1
2= 10350 ع1
ع1= 2/10350 = 1.9 × 10 -4
ع1= 0.013 م/ث
لإيجاد ع2:
س1 ع1 = س2 ع2
0.5 × 0.013 = 0.1 ع2
6.5 ×10 -3 = 0.1 ع2
ع2= ( 6.5 × 10 -3 )/ 0.1 = 0.065 م/ث
ب- معدل تدفق السائل عند الاختناق.
معدل التدفق = س2 ع2
= 0.1 × 0.065
= 6.5 × 10 -3 م3/ث
س10:
تحتاج طائرة إلى قوة رفع مقدارها 1000 نيوتن/م2.ما سرعة سريان الهواء فوق الجناح إذا كانت سرعته تحت الجناح 100 م/ث علماً بأن كثافة الهواء 1.29 كغم/م3؟
ض= 1000 نيوتن/م2 ع2=؟ ع1= 100م/ث ث= 1.29 كغم/م3
ض= 0.5 ث (ع22- ع21)
1000=0.5 × 1.29( ع22 -(100)2 )
1000=0.65(ع22- 10000 )
1000= 0.65 ع22- 6500
1000 + 6500= 0.65 ع22
7500= 0.65 ع22
ع22= 7500/ 0.65 = 11538
ع2= 107.4 م/ث

الوحدة الثامنة

الفصل الأول

س1: وضح المقصود بكل من درجة الحرارة،كمية الحرارة، السعة الحرارية، والحرارة النوعية للأجسام.

درجة الحرارة:هي كمية قياسية تشير إلى مقدار مافي الجسم من حرارة.
كمية الحرارة:هي شكل من أشكال الطاقة يكتسبها الجسم أو يفقدها .
السعة الحرارية:هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة الجسم كله درجة سيليزية واحدة.
الحرارة النوعية للأجسام:هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة درجة سيليزية واحدة.

س2: ما المقصود بالقول إن جسما ما أسخن من جسم آخر؟وهل يعني ذلك أن كمية الحرارة للجسم الأسخن أكثر من كمية الحرارة للجسم الأقل سخونة؟
يعني أن درجة حرارته أكبر ولا يعني ذلك أن تكون كمية الحرارة أكبر لأنه يعتمد على الحرارة النوعية للجسم.

س3: إذا كانت الحرارة النوعية للنحاس387جول/كغم.س، وللزجاج 837جول/كغم.س وللزئبق 138جول/كغم.س فأوجد السعة الحرارية لكل من الأجسام الآتية:
أ‌- دورق من الزجاج كتلته200غم
س ح = ك ح ن
= 0.2×837= 167.4جول/س
ب‌- **** من النحاس كتلته 1كغم
س ح = ك ح ن
= 1×387=387جول/س

ت‌- 500غم من الزئبق
س ح = ك ح ن
= 0.5×138=69 جول/س
ثم احسب كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كل من الأجسام السابقة بمقدار 10س.
أ- ك ح = س ح × مم د = 167.4×10=1674جول
ب- ك ح = س ح × مم د = 387×10=3870جول
ت- ك ح = س ح × مم د = 69×10=690 جول

س4: احسب كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 2كغم من الماء من صفر سلسيوس إلى 20درجة سلسيوس.
ك ح = ؟ ك = 2 كغم د1 = صفر س د 2 = 20 س
ك ح = ك ح ن (د 2 – د 1)
=2×4186(20-صفر)
= 2×4186×20
=167440 جــــــــول

س5: احسب كمية الحرارة التي تفقدها قطعة من الألمنيوم كتلتها 250غم وحرارتها النوعية 900جول/كغم.90س إلى 25س.
ك=؟ ك=250غم =0.25كغم ح ن=900جول
د2=90 د1= 25س
ك2= ك ح ن ( د2- د1)
=0.25×900 (90-25 )
=0.25×900×65
=14625 جــــــول

س6: قطعة من النحاس كتلتها 500غرام وحرارتها النوعية387جول/كغم.س احسب:
أ‌- السعة الحرارية للقطعة.
س ح = ك ح ن
= 0.5×387= 193.5 جول/س

ب‌- مقدار التغير في درجة حرارتها إذا زودت بكمية من الحرارة مقدارها 800جول.
ك ح = س ح مم د
800=193.5 مم د
مم د = 800/193.5=4.1س

الفصل الثاني

س1: اذكر طرق انتقال الحرارة ثم وضح كيف يقوم الثيرموس بالحفاظ على درجة حرارة السوائل الساخنة بداخله لفترة طويلة.
طرق انتقال الحرارة التوصيل ، الحمل ، الإشعاع
يستطيع الثيرموس الحفاظ على درجة الحرارة لفترة طويلة بسبب تركيبه حيث أنه يتكون من :
• وعاء زجاجي رقيق مطلي بطبقة عاكسة وهذه الطبقة تعكس الحرارة للداخل وتمنع خروجها.
• وعاء خارجي يفصله عن الوعاء الداخلي طبقة من الهواء وهو عازل جيد يمنع انتقال الحرارة .
• غطاء معزول محكم الاغلاق يمنع تسرب الحرارة من خلاله.

س2:إذا تلامس جسمان مختلفان في درجة الحرارة فكيف يتم تحديد اتجاه سريان الحرارة بينهما؟
تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم البارد.

س3: أوجد درجة حرارة خليط ناتج عن مزج32غم من الماء بدرجة حرارة 22س مع 88غم من الماء بدرجة75س.
د=؟ ك=32غم = 32كغم د1= 22س ك = 88غم =0.088كغم
د2=75س
كمية الحرارة المفقودة= كمية الحرارة المكتسبة
ك ح ن (د2-د) = ك ح ن (د-د1)
0.088×4186(75-د)=0.032×4186(د-22)
6.6-د.088=د.032-0.07
6.6+0.07=0.032د+0.088د
7.3 = 0.012د
د = 7.3/0.012=60.8س

س4:أوجد كمية الحرارة اللازمة لتحويل 20غم من الجليد على درجة حرارة _10س إلى بخار على
درجة 150س.
ك ح =؟ ك=20غم = 0.02كغم جليد=-10س بخار= 150س
أ- الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة الجليد من -10س إلى صفرس
ك ح = ك×ح ن × (د2-د1)
=0.02×2090(صفر-(-1)
=0.2×2090
=418جول
ت‌- الطاقة الحرارية اللازمة لصهر الجليد عند صفر س
ك ح =ك ح ك
0.02×3.33×10
= 6660جـــــــــول
ث‌- الطاقة الحرارية اللازمة لتسخين الماء من صفر س إلى 100س
ك ح =ك ح ن _د2-د1)
= 0.02×4186(100-صفر)
=8372 جول
د- الطاقة الحرارة اللازمة لتبخر الماء عند 100س
ك ح = ك ح ن
= 0.02×2260×10 3
=45200جول
ه- الطاقة الحرارية اللازمة لتسخين البخار من 100س إلى 150س
ك ح = ك ح ن (د2-د1)
=0.02×2010(150-100
=2010جول
بما أن الطاقة اللازمة لتحويل الجليد من -10س إلى بخار عند 150س=
418+6660+8372+45200+2010=62660جول

س5: قطعة من القصدير كتلتها 250غم على درجة حرارة 100س، وضعت في 100غم من الماء على درجة حرارة 10فأصبح درجة حرارة الماء20س.احسب الحرارة النوعية للقصدير.

ك = 250غم = 0.025كغم د2=-1س ك = 100غم =0.01كغم
قصدير=؟؟ د=20س د1=10س ماء
كمية الحرارة المفقودة (قصدير)= كمية الحرارة المكتسبة(ماء)
ك ح ن (د2-د) = ك ح ن (د-د1)
0.025 ح ن (100-20) = 0.01×4186(20-10)
0.025×80 ح ن = 4186
20 ح ن = 4186
حن = 4186/20 = 209.3 جول/كغم س

س6: ارسم منحنى التسخين للماء موضحاً أجزاءه المختلفة وما ذا يحدث في المراحل الخمس للتسخين؟
راجع الكتاب المدرسي ص116

س7: يحتوي رادييتر سيارة على 12كغم ماء، احسب كمية الحرارة التي يمتصها الماء من السيارة عند ارتفاع درجة حرارة ماء الرادييتر من 20س إلى 70س.
ك =12كغم ك ح=؟ د2= 70س د1= 20س
ك ح = ك ح ن (د2-د1)
=12×4186 (70-20)
=12×4186×50
=2.5×10 6 جول

س8: احسب الزيادة في درجة حرارة واحد كغم من الزيت وضع في مسعر حراري إذ بذل شغل مقدارة9500جول في تسخين الزيت.
ط د = ؟ ك = 1 كغم ش = 9500 جول ح ن = 1756 جول/كغم س
ش= ك ح ن ط د
9500=1×1756ط د
ط د =9500/1756=5.4س

الفصل الثالث

س1:اذكر العوامل التي يعتمد عليها مقدار التمدد الطولي للأجسام؟
أ- الطول الأصلي للجسم ب- التغير في درجة الحرارة ج- نوع مادة الجسم

س2:اذكر بعض الخواص الفيزيائية للمواد التي تعتمد على درجة الحرارة والتي يمكن استخدامها لعمل موازين حرارة.
أ- أن يكون تمددها منتظم ب- أن لا تلتصق بجدران الأنبوب ج- أن يكون معامل تمددها كبير

س3: علل ما يلي:
1- يسهل فتح غطاء معدني لمرطبان بعد وضعه تحت صنوبر مياه ساخن.
لأن الغطاء المعدني يتمدد بفعل حرارة الماء الساخن فيسهل فتحه.
2- تتصدع الصخور التي يوجد بها شقوق عندما تهبط درجة حرارة الجو إلى ما دون الصفر سلسيوس.
لأن الماء المتسرب إلى تلك الشقوق يتجمد فيزداد حجمه ويولد ضغطاً كبيراً على الصخور فتتصدع.
3- لا تتجمد أعماق مياه البحار والمحيطات عند انخفاض درجة حرارة الجو إلى ما دون الصفر.
بسبب شذوذ الماء، حيث أنه كذلك يتجمد من الأعلى إلى الأسفل.
4- ينكسر دورق ساخن من الزجاج عند إضافة ماء بارد له ولكن لا يتأثر بذلك دورق من البايركس؟
لأن معامل التمدد للزجاج أكبر من معامل التمدد للبايركس بالتالي يتمدد الزجاج بسرعة وينكسر.

س4: سلك من النحاس طوله2.3م على درجة 18س احسب الزيادة في طول السلك عند تسخينه إلى درجة 50س، علما أن معامل التمدد الطولي للنحاس يساوي19×10 1\س.
ل = 2.3م د1= 18س ط ل= ؟ د2= 50س م د =19×10 1/س

ط ل = م د ل ط د
= 19×10-6×2.3(50-18)
=19×10-6×2.3×32
= 1.4×10-3 م.
س5: دورق يحتوي على 100سم3 من الكحول بدرجة حرارة 20س أوجد الزيادة في حجم الكحول عند تسخينه إلى درجة حرارة 70س علما أن معامل التمدد الحجمي للكحول يساوي 2.4×101\س.
ح = 100سم3= 100×10 -6 م3 د1= 20س ط ح=؟ د2= 70س م ح 2.4×10-4
ط ح = م ح ح ط د
= 2.4×10-4 ×100×10-6×(70-20)
= 2.4×10-4×100×10-6×50
=12000×10-10
= 1.2×10 -6 م3

أسئلة الوحدة

س1/ وضح المقصود بكل من الآتية : الاتزان الحراري ، الحرارة الكامنة للانصهار ، الحرارة الكامنة للتصعيد ، المكافئ الميكانيكي الحراري.
الاتزان الحراري : إذا اتصل جسم ساخن بآخر بارد فإن الحرارة تنتقل من الجسم الساخن إلى الجسم البارد حتى تتساوى درجة حرارتهما وتكون كمية الحرارة المفقودة = كمية الحرارة المكتسبة.
الحرارة الكامنة للانصهار : هي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لتحويل وحدة الكتل من المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة دون أن تتغير درجة حرارتها.
الحرارة الكامنة للتصعيد : هي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لتحويل وحدة الكتل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية دون أن تتغير درجة حرارتها .
المكافئ الميكانيكي الحراري : هو مقدار الشغل اللازم لإنتاج سعر من الحرارة .
س2/علل مايأتي :
• ارتفاع درجة حرارة الأرض نهاراً اكبر من ارتفاع درجة حرارة ماء البحر .
لأن الحرارة النوعية للماء أكبر من الحرارة النوعية للأرض.
• عندما تتساقط الثلوج ترتفع درجة حرارة الجو نسبياً .
لأنه عند تكون الثلوج يفقد الماء الحرارة وبالتالي ترتفع درجة حرارة الجو نسبياً .
• عندما ينصهر الثلج بعد سقوطه تنخفض درجة حرارة الجو .
لأن الثلج يمتص الحرارة من الجو كي ينصهر وبالتالي يصبح الجو أكثر برودة .
• عند حدوث الضباب يصبح الجو دافئاً .
لأن الضباب عبارة عن قطرات ماء صغيرة تكاثفت في الجو لذلك تطلق الحرارة الكامنة للتصعيد ولأن الضباب يشكل طبقة عازلة تحجز حرارة الأرض من الصعود لطبقات الجو العليا .
س3/

السؤال الرابع :إذا كانت الحرارة النوعية للأ لمنيوم 900 جول/ كغم س، فأوجد كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 2 كغم من الألمنيوم 5 س؟
ح ن = 900 جول/كغم س ك ح=؟ ك= 2 كغم د= 5 س
ح ن = ك ح ن د
= 2 × 900 ×5 = 90000 جول
السؤال الخامس:
تم خلط 150 غم من الماء في درجة 90س مع 50 غم من الماء في درجة 20 س. فإذا لم تكن هنالك حرارة مفقودة للوسط المحيط، فأوجد درجة حرارة الخليط، علماً بأن الحرارة النوعية للماء= 4186 جول/كغم س.
ك ماء ساخن= 150غم=0.15 كغم د2= 90 س
ك ماء بارد= 50 غم= 0.5 كغم د1= 20س د=؟ ح ن = 4186 جول/كغم س
كمية الحرارة المفقودة= كمية الحرارة المكتسبة
ك ح ن ( د2- 2) = ك ح ن ( د- د1 )
0.15 × 4186 ( 90- د )= 0.05 ×4186 (د-20 )
13.5 – 0.15 د = 0.05 د – 1
13.5 + 1 = 0.05 د + 0.15 د
14.5 = 0.2 د
د= 14.5/0.2 = 72.5 س
السؤال السادس:
إناء يحتوي على 500 غم من الماء بدرجة حرارة 80س، أضيف إليه قطعة من الثلج كتلتها 50 غم بدرجة صفر سيليسيوس. احسب كم تصبح درجة حرارة الماء بعد انصهار الثلج، علماً بأن الحرارة النوعية للماء 4186 جول/كغم س، وللثلج 2090 جول/كغم س.
ك ماء= 500غم=0.5 كغم د2= 80س ك ثلج=50غم=0.05كغم د1= صفر س
د=؟ ح ن ماء= 4186 جول/كغم س ح ن ثلج= 2090 جول/كغم س.
كمية الحرارة المفقودة= كمية الحرارة المكتسبة
ك ح ن ( د2- 2) = ك ح ن ( د- د1 )
0.5 × 4186( 80- د ) = 0.05 × 2090( د- صفر )
2093( 80- د )= 104.5( د- صفر)
167440- 1093 د= 104.5 د – صفر
167440 = 104.5 د + 2093 د
167440 = 2197.5 د
د = 167440/219705 = 76.1 س.

السؤال السابع: جسم مصنوع من النحاس كتلته ا كغم، ارتفعت درجة حرارته من 50س إلى 70س ، فإذا كانت الحرارة النوعية للنحاس 390 جول/كغم س،احسب السعة الحرارية للنحاس، وكمية الحرارة اللازمة لذلك.
ك= 1 كغم د2= 70س د1= 50س ح ن = 390 جول/كغم س س ح=؟ ك ح=؟
س ح = ك ح ن = 1× 390= 390 جول/س
ك ح = س ح ( د2- د1 )= 390( 70 – 50 )
= 390 × 20= 7800 جول.
السؤال الثامن:
يحتوي بالون على غاز حجمه 100 سم3 ودرجة حرارته 27 س، فإذا سخن الغاز في البالون إلى درجة حرارة 77 س. احسب حجم الغاز الجديد علماً بأن ضغط الغاز بقي ثابتاً.
ح1= 100 سم3 د1= 27س د2= 77س ح2=؟
ح1/د1=ح2/د2
100/27= ح2/77
ح2= ( 100× 77 )/ 27 = 285.2 سم3.