الشكل 1-8

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 الكيمياء الحرارية: الكمادة الباردة والتغير في المحتوى الحراري

المفاهيم الأساسية

التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn): كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة في النظام في أثناء التفاعل أو العملية التي تتم تحت ضغط ثابت.

التفاعل الماص للحرارة: عندما يكون ΔHrxn موجباً.

التفاعل الطارد للحرارة: عندما يكون ΔHrxn سالباً.

الكون: النظام مع المحيط.

خريطة المفاهيم

```markmap

الطاقة (طبيعة الطاقة)

قياس الحرارة

الوحدات

#### السعر (cal)

##### كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g ماء نقي 1°C

#### السعر الغذائي (Cal)

##### يساوي 1000 سعر (1 كيلوكالوري)

#### الجول (J)

##### وحدة الطاقة في النظام الدولي

##### 1 cal = 4.184 J

تحويل الوحدات

#### 1 Cal = 1000 cal

#### 1 cal = 4.184 J

الحرارة النوعية (Specific Heat)

تعريف

#### كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة درجة سيليزية واحدة (C°1)

أمثلة

#### الماء

##### C° /g. J 4.184

#### الأسمنت

##### C° /g. J 0.84

#### الحديد (من المثال)

##### C° /g. J 0.449

تفسير

#### لكل مادة حرارة نوعية مميزة لها بسبب تركيبها المختلف

#### الأسمنت تسخن أسرع من الماء لأن حرارتها النوعية أقل

حساب الحرارة (q)

المعادلة

#### q = c × m × ΔT

##### q: الطاقة الحرارية الممتصة أو المنطلقة (J أو kJ)

##### c: الحرارة النوعية للمادة (J/g.°C)

##### m: كتلة المادة (g)

##### ΔT: التغير في درجة الحرارة (°C) = T_f - T_i

إعادة ترتيب المعادلة لحساب الحرارة النوعية (c)

#### c = \frac{q}{m × ΔT}

مثال تطبيقي (الحديد)

#### المعطيات

##### كتلة العينة (m) = 10.0 g

##### درجة الحرارة الابتدائية (T_i) = 50.4 °C

##### درجة الحرارة النهائية (T_f) = 25.0 °C

##### الطاقة المنطلقة (q) = 114 J

#### الحل

##### 1. حساب ΔT: ΔT = T_i - T_f = 50.4 - 25.0 = 25.4 °C

##### 2. تطبيق المعادلة: c = \frac{114 J}{(10.0 g)(25.4 °C)}

##### 3. النتيجة: c = 0.449 J/g·°C

تقويم الإجابة

#### مقارنة النتيجة بالقيم المسجلة في الجداول المرجعية (مثل الجدول 1-2)

مثال 1-3: تطبيق عملي

خطوات حل المسألة

#### 1. تحليل المسألة

##### المعطيات: الكتلة (m)، كمية الحرارة (q)، التغير في درجة الحرارة (ΔT)

##### المطلوب: الحرارة النوعية (c)

#### 2. حساب المطلوب

##### تطبيق المعادلة: c = \frac{q}{m × ΔT}

##### التعويض: c = \frac{256 J}{(4.68 g)(182°C)} = 0.301 J/(g·°C)

#### 3. تقويم الإجابة

##### عدد الأرقام المعنوية صحيح (ثلاثة أرقام)

##### الوحدة صحيحة (J/g·°C)

##### مقارنة النتيجة بالجدول 2-1 لتحديد نوع الفلز (الإسترانشيوم)

مسائل تدريبية

12. حساب الحرارة النوعية

13. حساب الكتلة

14. حساب كمية الحرارة

15. حساب درجة الحرارة النهائية

الطاقة الكيميائية والكون

الكيمياء الحرارية

#### تدرس تغيرات الحرارة المصاحبة للتفاعلات الكيميائية وتغيرات الحالة الفيزيائية

مثال تطبيقي

#### تفاعل أكسدة الحديد الساخنة:

##### 4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s) + 1625 kJ

#### يستخدم في تسخين وجبات الجنود وكمادات التدفئة

المسعرية (Calorimetry)

الهدف

#### قياس التغير في المحتوى الحراري (الطاقة الممتصة أو المنطلقة) في التفاعلات

مبدأ العمل

#### جهاز معزول حرارياً

#### يحتوي على كمية معلومة من الماء لامتصاص أو إمداد الطاقة

#### قياس التغير في درجة حرارة الماء لحساب كمية الحرارة

أنواع المسعرات

#### مسعر التفجير (القنبلة)

##### حجرة تفاعل محكمة الإغلاق تحتوي على المادة والأكسجين المضغوط

##### يستخدمه كيميائيو التغذية لقياس القيمة الحرارية للأطعمة

##### يبدأ التفاعل بشارة كهربائية

##### يجب أن يكون المحراك قليل الاحتكاك لتجنب توليد حرارة إضافية

#### مسعر الكأس المصنوعة من البوليسترين

##### أبسط، مفتوح على الجو (تفاعلات تحت ضغط ثابت)

##### يستخدم لتحديد الحرارة النوعية للمواد (مثل الفلزات)

##### مثال: وضع فلز ساخن في ماء المسعر وقياس التغير في درجة حرارة الماء حتى التساوي

خطوات تجربة تحديد الحرارة النوعية للفلز

#### 1. تسخين الفلز

#### 2. نقله إلى المسعر (كأس معزول) الذي يحتوي على كمية معلومة من الماء

#### 3. قياس درجة الحرارة النهائية المشتركة بعد التساوي

#### 4. تطبيق مبدأ حفظ الطاقة: q_{metal} = - q_{water}

#### 5. حساب الحرارة النوعية للفلز: c_{metal} = \frac{- q_{water}}{m_{metal} × ΔT_{metal}}

#### 6. مقارنة النتيجة بالقيم المرجعية (مثل الجدول 2-2) لتحديد نوع الفلز

تجربة: تحديد الحرارة النوعية لفلز

الأدوات

#### كأس بوليسترين (مسعر)، كأس زجاجية، سخان، ماء مقطر، فلز، مقياس حرارة غير زئبقي، مقص، مخبار مدرج

الخطوات العملية

#### 1. تعبئة بطاقة السلامة

#### 2. عمل جدول لتسجيل البيانات

#### 3. تسخين الفلز في الماء المغلي

#### 4. تحضير كمية معلومة من الماء البارد في المسعر

#### 5. نقل الفلز الساخن إلى الماء البارد في المسعر

#### 6. قياس درجة الحرارة النهائية

التحليل

#### 1. حساب الحرارة المكتسبة بواسطة الماء: q_{water} = c_{water} × m_{water} × ΔT_{water}

#### 2. حساب الحرارة النوعية للفلز: c_{metal} = \frac{- q_{water}}{m_{metal} × ΔT_{metal}}

#### 3. مقارنة النتيجة بالقيمة المقبولة للفلز

#### 4. تحديد مصادر الخطأ والتحسينات الممكنة

المحتوى الحراري وتغيراته

الكون والنظام والمحيط

#### الكون = النظام + المحيط

#### التفاعل الطارد للحرارة: تنتقل الحرارة من النظام إلى المحيط

#### التفاعل الماص للحرارة: تنتقل الحرارة من المحيط إلى النظام

مثال على التفاعل الماص للحرارة

#### خلط هيدروكسيد الباريوم مع ثيوسيانات الأمونيوم

#### يمتص التفاعل حرارة من المحيط (الماء واللوح) مما يخفض درجة الحرارة حتى التجمد

#### تحذير: ثيوسيانات الأمونيوم مادة شديدة السمية

المحتوى الحراري (H)

تعريف

#### مقدار الطاقة الحرارية المخزنة في مول واحد من المادة تحت ضغط ثابت

التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn)

#### كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة في التفاعل الكيميائي

#### ΔHrxn = Hfinal – Hinitial

#### ΔHrxn = Hproducts – Hreactants

إشارة المحتوى الحراري للتفاعل

#### التفاعل الطارد للحرارة

##### تنتقل الحرارة من النظام إلى المحيط

##### المحتوى الحراري للمواد الناتجة (Hproducts) أقل من المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة (Hreactants)

##### ΔHrxn قيمة سالبة

##### مثال: 4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s) ΔHrxn = –1625 kJ

#### التفاعل الماص للحرارة

##### مثال: الكمادة الباردة

###### معادلة التفاعل: NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = 27 kJ

###### تنتقل الحرارة من المحيط (جسم الشخص) إلى النظام (الكمادة)

###### المحتوى الحراري للنواتج (Hproducts) أكبر من المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة (Hreactants)

###### ΔHrxn قيمة موجبة

###### ΔHrxn = Hproducts – Hreactants > 0

الطاقة الشمسية

الاستغلال

#### تسخين الماء (بسبب حرارته النوعية العالية) لتدفئة الأماكن

#### تقليل استعمال الوقود الذي ينتج ثاني أكسيد الكربون

تحديات

#### سطوع الشمس لفترة محددة يوميًا

#### تراكم الغيوم يقلل من كمية الأشعة

#### الحاجة لطرق فعالة لتخزين الطاقة

الخلايا الكهروضوئية

#### تحول الإشعاع الشمسي مباشرة إلى كهرباء

#### تكلفة إنتاج الكهرباء بها مرتفعة مقارنة بحرق الفحم أو البترول

#### تستخدم لتزويد رواد الفضاء بالطاقة

تطبيقات وطنية

رؤية 2030

#### زيادة مساهمة مصادر الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة

مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية (KACST)

#### الجهة الوطنية الرائدة في البحوث التطبيقية في مجال الطاقة

خلايا غراتزل

#### أنظمة ضوئية وكهروكيميائية لتحويل الطاقة الشمسية

#### طورها البروفيسور مايكل غراتزل (فائز بجائزة الملك فيصل للعلوم 1436هـ)

```

نقاط مهمة

عملية الكمادة الباردة: تفاعل ماص للحرارة، يمتص 27 kJ من الحرارة من المحيط (جسم الشخص) مما يسبب تبريداً.
إشارة ΔHrxn: موجبة للتفاعلات الماصة للحرارة، وسالبة للتفاعلات الطاردة للحرارة.
العلاقة بين q و ΔH: عند ضغط ثابت، التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn) يساوي الحرارة المكتسبة أو المفقودة (q).

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

الشكل 1-8

نوع: محتوى تعليمي

يبين السهم الذي يشير إلى أعلى أن 27 kJ من الحرارة قد تم امتصاصها من المحيط في أثناء عملية إذابة NH₄NO₃. يعد هذا التفاعل الأساس في صناعة الكمادة الباردة؛ فعند وضع الكمادة على كاهل الشخص يزود الكاحل الكمادة بالحرارة و يبرد هو بدوره.

نوع: QUESTION_HOMEWORK

حدد ما مقدار الطاقة التي تمتصها نترات الأمونيوم عند استعمال الكمادة الباردة؟

عملية الكمادة الباردة.

نوع: محتوى تعليمي

عملية الكمادة الباردة. الأذن تذكر عملية الكمادة الباردة. NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = 27 kJ في هذه العملية الماصة للحرارة يكون Hproducts > Hreactants، لذلك عندما تطرح Hreactants من الكمية الكبرى Hproducts نحصل على قيمة موجبة لـ ΔHrxn. يكتب الكيميائيون معادلة التفاعل الذي يحدث في الكمادة الباردة والتغير في محتواه الحراري بالطريقة الآتية: NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = 27 kJ يبين الشكل 1-8 التغير في الطاقة في الكمادة الباردة، حيث يزيد المحتوى الحراري للنواتج بمقدار 27 kJ على المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة؛ لأنه تم امتصاص طاقة. لذلك تكون إشارة ΔH لهذا التفاعل وجميع التفاعلات والعمليات الماصة للحرارة موجبة. تذكر أن إشارة ΔHrxn سالبة للتفاعلات والعمليات الطاردة للحرارة. التغير في المحتوى الحراري ΔH يساوي الحرارة المكتسبة أو المفقودة qp في أي تفاعل أو عملية تحدث عند ضغط ثابت. ولأن جميع التفاعلات الواردة في هذا الفصل تحدث عند ضغط ثابت، يمكنك أن تفترض أن q = ΔHrxn.

التقويم 1-2

نوع: محتوى تعليمي

التقويم 1-2

الخلاصة

نوع: محتوى تعليمي

الخلاصة

نوع: محتوى تعليمي

تعرف الكيمياء الحرارية الكون على أنه النظام مع المحيط.

نوع: محتوى تعليمي

تسمى كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة في النظام في أثناء التفاعل أو العملية التي تتم تحت ضغط ثابت التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn).

نوع: محتوى تعليمي

عندما يكون ΔHrxn موجباً يكون التفاعل ماصاً للحرارة، أما عندما يكون ΔHrxn سالباً فيكون التفاعل طارداً للحرارة.

الفكرة الرئيسة

نوع: محتوى تعليمي

الفكرة الرئيسة

16

نوع: QUESTION_HOMEWORK

16. صف كيف تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المنطلقة من المادة عندما تتغير درجة حرارتها؟

17

نوع: QUESTION_HOMEWORK

17. اشرح لماذا تكون إشارة ΔHrxn سالبة للتفاعل الطارد للحرارة؟

18

نوع: QUESTION_HOMEWORK

18. اشرح لماذا يشكل الحجم المعلوم من الماء جزءاً مهماً من المسعر؟

19

نوع: QUESTION_HOMEWORK

19. اشرح لماذا يجب أن تعرف الحرارة النوعية للمادة حتى تحسب الحرارة المكتسبة أو المفقودة من المادة نتيجة تغير درجة الحرارة؟

20

نوع: QUESTION_HOMEWORK

20. صف معنى النظام في الديناميكا الحرارية، واشرح العلاقة بين النظام والمحيط والكون.

21

نوع: QUESTION_HOMEWORK

21. احسب الحرارة النوعية (J/(g.°C)) لمادة مجهولة؛ إذ تطلق عينة كتلتها 2.50 g منها 12.0 cal عندما تتغير درجة حرارتها من 25°C إلى 20.0°C (استعن بالجدول 1 - 1 صفحة 14).

22

نوع: QUESTION_HOMEWORK

22. صمم تجربة صف خطوات العمل التي يمكنك أن تتبعها لإيجاد الحرارة النوعية لقطعة فلز كتلتها 45.0 g.

نوع: METADATA

وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447

نوع: METADATA

24

🔍 عناصر مرئية

طريقة عمل الكمادة الباردة

A diagram illustrating the energy change during the operation of a cold pack. It shows 'المواد المتفاعلة' (reactants) NH₄NO₃(s) at a lower energy level. An upward arrow indicates an increase in energy to 'المواد الناتجة' (products) NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) at a higher energy level. The energy difference is labeled ΔH = +27 kJ. An arrow labeled 'حرارة إلى المحيط' (heat to the surroundings) points from the products to the surroundings. Below the energy levels, the process is described as 'عملية ماصة للطاقة' (endothermic process) with 'ΔH > 0'.

A close-up photograph of a child's hand holding a blue cold pack wrapped in a light blue cloth. The child is wearing a striped shirt. The background is blurred.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: الشكل 1-8 ---
الشكل 1-8

يبين السهم الذي يشير إلى أعلى أن 27 kJ من الحرارة قد تم امتصاصها من المحيط في أثناء عملية إذابة NH₄NO₃. يعد هذا التفاعل الأساس في صناعة الكمادة الباردة؛ فعند وضع الكمادة على كاهل الشخص يزود الكاحل الكمادة بالحرارة و يبرد هو بدوره.

حدد ما مقدار الطاقة التي تمتصها نترات الأمونيوم عند استعمال الكمادة الباردة؟

--- SECTION: عملية الكمادة الباردة. ---
عملية الكمادة الباردة. الأذن تذكر عملية الكمادة الباردة. NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = 27 kJ في هذه العملية الماصة للحرارة يكون Hproducts > Hreactants، لذلك عندما تطرح Hreactants من الكمية الكبرى Hproducts نحصل على قيمة موجبة لـ ΔHrxn. يكتب الكيميائيون معادلة التفاعل الذي يحدث في الكمادة الباردة والتغير في محتواه الحراري بالطريقة الآتية: NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = 27 kJ يبين الشكل 1-8 التغير في الطاقة في الكمادة الباردة، حيث يزيد المحتوى الحراري للنواتج بمقدار 27 kJ على المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة؛ لأنه تم امتصاص طاقة. لذلك تكون إشارة ΔH لهذا التفاعل وجميع التفاعلات والعمليات الماصة للحرارة موجبة. تذكر أن إشارة ΔHrxn سالبة للتفاعلات والعمليات الطاردة للحرارة. التغير في المحتوى الحراري ΔH يساوي الحرارة المكتسبة أو المفقودة qp في أي تفاعل أو عملية تحدث عند ضغط ثابت. ولأن جميع التفاعلات الواردة في هذا الفصل تحدث عند ضغط ثابت، يمكنك أن تفترض أن q = ΔHrxn.

--- SECTION: التقويم 1-2 ---
التقويم 1-2

--- SECTION: الخلاصة ---
الخلاصة

تعرف الكيمياء الحرارية الكون على أنه النظام مع المحيط.

تسمى كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة في النظام في أثناء التفاعل أو العملية التي تتم تحت ضغط ثابت التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn).

عندما يكون ΔHrxn موجباً يكون التفاعل ماصاً للحرارة، أما عندما يكون ΔHrxn سالباً فيكون التفاعل طارداً للحرارة.

--- SECTION: الفكرة الرئيسة ---
الفكرة الرئيسة

--- SECTION: 16 ---
16. صف كيف تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المنطلقة من المادة عندما تتغير درجة حرارتها؟

--- SECTION: 17 ---
17. اشرح لماذا تكون إشارة ΔHrxn سالبة للتفاعل الطارد للحرارة؟

--- SECTION: 18 ---
18. اشرح لماذا يشكل الحجم المعلوم من الماء جزءاً مهماً من المسعر؟

--- SECTION: 19 ---
19. اشرح لماذا يجب أن تعرف الحرارة النوعية للمادة حتى تحسب الحرارة المكتسبة أو المفقودة من المادة نتيجة تغير درجة الحرارة؟

--- SECTION: 20 ---
20. صف معنى النظام في الديناميكا الحرارية، واشرح العلاقة بين النظام والمحيط والكون.

--- SECTION: 21 ---
21. احسب الحرارة النوعية (J/(g.°C)) لمادة مجهولة؛ إذ تطلق عينة كتلتها 2.50 g منها 12.0 cal عندما تتغير درجة حرارتها من 25°C إلى 20.0°C (استعن بالجدول 1 - 1 صفحة 14).

--- SECTION: 22 ---
22. صمم تجربة صف خطوات العمل التي يمكنك أن تتبعها لإيجاد الحرارة النوعية لقطعة فلز كتلتها 45.0 g.

وزارة التعليم
Ministry of Education
2025 - 1447

24

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: طريقة عمل الكمادة الباردة
Description: A diagram illustrating the energy change during the operation of a cold pack. It shows 'المواد المتفاعلة' (reactants) NH₄NO₃(s) at a lower energy level. An upward arrow indicates an increase in energy to 'المواد الناتجة' (products) NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) at a higher energy level. The energy difference is labeled ΔH = +27 kJ. An arrow labeled 'حرارة إلى المحيط' (heat to the surroundings) points from the products to the surroundings. Below the energy levels, the process is described as 'عملية ماصة للطاقة' (endothermic process) with 'ΔH > 0'.
X-axis: N/A
Y-axis: N/A
Data: The diagram visually represents an endothermic reaction where the enthalpy of the products is higher than that of the reactants, indicating energy absorption from the surroundings.
Key Values: ΔH = +27 kJ
Context: This diagram explains the energy transformation in a cold pack, demonstrating an endothermic process where heat is absorbed from the surroundings, causing a cooling effect. It illustrates the concept of enthalpy change (ΔH) for a chemical reaction.

**FIGURE**: Untitled
Description: A close-up photograph of a child's hand holding a blue cold pack wrapped in a light blue cloth. The child is wearing a striped shirt. The background is blurred.
X-axis: N/A
Y-axis: N/A
Context: This image provides a visual context for the application of a cold pack, which is discussed in the accompanying text and diagram regarding endothermic reactions.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 8

سؤال س: الشكل 1-8: حدد ما مقدار الطاقة التي تمتصها نترات الأمونيوم عند استعمال الكمادة الباردة؟

الإجابة: س: الشكل 1-8 تمتص 27 kJ من الحرارة من المحيط.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفهم هذا السؤال، يجب أن ننظر إلى الشكل 1-8 المذكور في الكتاب. هذا الشكل يوضح عملية كيميائية أو فيزيائية تتضمن نترات الأمونيوم في الكمادة الباردة. الفكرة هنا هي أن نترات الأمونيوم عند ذوبانها في الماء تمتص حرارة من محيطها، وهذا ما يجعل الكمادة باردة. بناءً على البيانات في الشكل، يمكن تحديد مقدار الطاقة الممتصة. إذن الإجابة هي: **تمتص 27 kJ من الحرارة من المحيط**

سؤال 16: 16. صف كيف تحسب كمية الحرارة المكتسبة أو المنطلقة من المادة عندما تتغير درجة حرارتها؟

الإجابة: س: 16: تحسب بالعلاقة q=mcΔT حيث c الحرارة النوعية.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن كمية الحرارة المكتسبة أو المنطلقة من مادة ما ترتبط بتغير درجة حرارتها، وهناك علاقة رياضية تربط بين هذه الكميات.
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم العلاقة: $$q = m \times c \times \Delta T$$ حيث: - q: كمية الحرارة (بالجول أو السعرات الحرارية) - m: كتلة المادة (بالجرام) - c: الحرارة النوعية للمادة (مثل J/(g·°C)) - ΔT: التغير في درجة الحرارة (°C)
**الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، لحساب كمية الحرارة، نعوض بقيم الكتلة والحرارة النوعية والتغير في درجة الحرارة في هذه العلاقة.

سؤال 17: 17. اشرح لماذا تكون إشارة ΔHrxn سالبة للتفاعل الطارد للحرارة؟

الإجابة: س: 17: لأن التفاعل الطارد يطلق حرارة فتكون ΔH سالبة.

خطوات الحل:

**الشرح:** في الديناميكا الحرارية، ΔHrxn يمثل التغير في المحتوى الحراري للتفاعل. التفاعل الطارد للحرارة هو تفاعل يطلق حرارة إلى المحيط، مما يعني أن النظام يفقد طاقة حرارية. وفقاً للاتفاقية، إذا كان النظام يطلق حرارة، فإن ΔHrxn تكون سالبة لأنها تشير إلى فقدان الطاقة. إذن الإجابة هي: **لأن التفاعل الطارد يطلق حرارة، فتكون ΔH سالبة**

سؤال 18: 18. اشرح لماذا يشكل الحجم المعلوم من الماء جزءاً مهماً من المسعر؟

الإجابة: س: 18: لمعرفة كتلة الماء وحرارته النوعية لحساب q.

خطوات الحل:

**الشرح:** المسعر هو جهاز يستخدم لقياس كمية الحرارة في التفاعلات الكيميائية. الماء جزء مهم في المسعر لأنه يمتص أو يطلق الحرارة أثناء التفاعل. بمعرفة حجم الماء، يمكن حساب كتلته (باستخدام الكثافة)، ومن ثم استخدام الحرارة النوعية المعروفة للماء لحساب كمية الحرارة (q) المتبادلة. إذن الإجابة هي: **لمعرفة كتلة الماء وحرارته النوعية لحساب q**

سؤال 19: 19. اشرح لماذا يجب أن تعرف الحرارة النوعية للمادة حتى تحسب الحرارة المكتسبة أو المفقودة من المادة نتيجة تغير درجة الحرارة؟

الإجابة: س: 19: لأن حساب الحرارة q يعتمد على معرفة c.

خطوات الحل:

**الشرح:** الحرارة النوعية (c) هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من المادة بمقدار درجة مئوية واحدة. عند حساب الحرارة المكتسبة أو المفقودة (q) نتيجة تغير درجة الحرارة، نستخدم العلاقة q = m × c × ΔT. بدون معرفة الحرارة النوعية للمادة، لا يمكننا تحديد قيمة q بدقة لأن c عامل أساسي في هذه المعادلة. إذن الإجابة هي: **لأن حساب الحرارة q يعتمد على معرفة c**

سؤال 20: 20. صف معنى النظام في الديناميكا الحرارية، واشرح العلاقة بين النظام والمحيط والكون.

الإجابة: س: 20: النظام: ما ندرسه. المحيط: ما حوله. الكون: مجموعهما.

خطوات الحل:

**الشرح:** في الديناميكا الحرارية، النظام هو الجزء من الكون الذي نركز على دراسته، مثل تفاعل كيميائي في وعاء. المحيط هو كل ما يحيط بالنظام ويمكنه تبادل الطاقة أو المادة معه. الكون هو مجموع النظام والمحيط معاً. العلاقة بينهم هي أن أي تغيير في النظام يؤثر على المحيط، وبالتالي على الكون ككل، وهذا يساعد في فهم قوانين حفظ الطاقة. إذن الإجابة هي: **النظام: ما ندرسه. المحيط: ما حوله. الكون: مجموعهما**

سؤال 21: 21. احسب الحرارة النوعية (J/(g.°C)) لمادة مجهولة؛ إذ تطلق عينة كتلتها 2.50 g منها 12.0 cal عندما تتغير درجة حرارتها من 25°C إلى 20.0°C (استعن بالجدول 1 - 1 صفحة 14).

الإجابة: س: 21: ΔT = -5, q = -12 cal -12/2.5$\times$-5 = 0.96 cal/g°C

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الكتلة: m = 2.50 g - كمية الحرارة المنطلقة: q = -12.0 cal (سالب لأن الحرارة منطلقة) - درجة الحرارة الابتدائية: 25°C - درجة الحرارة النهائية: 20.0°C
**الخطوة 2 (حساب ΔT):** نحسب التغير في درجة الحرارة: $$\Delta T = T_{\text{نهائي}} - T_{\text{ابتدائي}} = 20.0 - 25 = -5.0°C$$
**الخطوة 3 (القانون):** نستخدم العلاقة لحساب الحرارة النوعية: $$c = \frac{q}{m \times \Delta T}$$
**الخطوة 4 (الحل):** بالتعويض: $$c = \frac{-12.0}{2.50 \times (-5.0)} = \frac{-12.0}{-12.5} = 0.96 \text{ cal/g°C}$$
**الخطوة 5 (النتيجة):** إذن الحرارة النوعية للمادة المجهولة = **0.96 cal/g°C**

سؤال 22: 22. صمم تجربة صف خطوات العمل التي يمكنك أن تتبعها لإيجاد الحرارة النوعية لقطعة فلز كتلتها 45.0 g.

الإجابة: س: 22: 1) زن الفلز 2) سخنه 3) جهز الماء 4) اخلط 5) قس الحرارة 6) احسب q_water 7) احسب c_metal

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** لإيجاد الحرارة النوعية لقطعة فلز، نستخدم مبدأ حفظ الطاقة: الحرارة المفقودة من الفلز تساوي الحرارة المكتسبة بالماء في مسعر.
**الخطوة 2 (خطوات العمل):** 1) زن قطعة الفلز لمعرفة كتلتها (45.0 g). 2) سخن الفلز إلى درجة حرارة معروفة (مثل 100°C) باستخدام حمام مائي ساخن. 3) جهز كمية معروفة من الماء في مسعر، وقياس درجة حرارته الابتدائية. 4) انقل الفلز الساخن بسرعة إلى الماء في المسعر. 5) قس درجة حرارة الماء بعد الاختلاط حتى تستقر. 6) احسب الحرارة المكتسبة بالماء باستخدام q_water = m_water × c_water × ΔT_water. 7) احسب الحرارة النوعية للفلز باستخدام c_metal = q_metal / (m_metal × ΔT_metal)، حيث q_metal = -q_water (لأن الحرارة المفقودة من الفلز تساوي الحرارة المكتسبة بالماء).
**الخطوة 3 (النتيجة):** بعد هذه الخطوات، يمكن حساب الحرارة النوعية للفلز بدقة.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

ما القانون المستخدم لحساب كمية الحرارة (q) المكتسبة أو المنطلقة نتيجة تغير درجة حرارة مادة ما؟

أ) q = ΔHrxn
ب) q = P × V
ج) q = m × c × ΔT
د) q = c / (m × ΔT)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: q = m × c × ΔT

الشرح: 1. كمية الحرارة (q) تتناسب طردياً مع كتلة المادة (m). 2. تتناسب أيضاً مع الحرارة النوعية للمادة (c)، وهي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام منها بمقدار 1°C. 3. تتناسب كذلك مع مقدار التغير في درجة الحرارة (ΔT). 4. تجمع هذه العلاقات في القانون: q = m × c × ΔT.

تلميح: يتضمن القانون كتلة المادة وخاصية مميزة لها والتغير في درجة الحرارة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

في التفاعل الماص للحرارة، ما العلاقة بين المحتوى الحراري للنواتج (Hproducts) والمواد المتفاعلة (Hreactants)؟

أ) Hproducts = Hreactants
ب) Hproducts < Hreactants
ج) Hproducts > Hreactants
د) لا توجد علاقة ثابتة بينهما

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: Hproducts > Hreactants

الشرح: 1. في التفاعل الماص للحرارة، يمتص النظام طاقة من المحيط. 2. هذا يؤدي إلى زيادة الطاقة الداخلية للنواتج مقارنة بالمواد المتفاعلة. 3. لذلك، يكون المحتوى الحراري للنواتج أكبر من المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة.

تلميح: فكر في اتجاه التغير في الطاقة عند امتصاص الحرارة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما إشارة التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn) للتفاعلات الماصة للحرارة، ولماذا؟

أ) سالبة، لأن النظام يطلق حرارة
ب) موجبة، لأن Hproducts > Hreactants
ج) صفر، لأن الطاقة محفوظة
د) سالبة، لأن Hproducts < Hreactants

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: موجبة، لأن Hproducts > Hreactants

الشرح: 1. التغير في المحتوى الحراري يُحسب بالعلاقة: ΔHrxn = Hproducts - Hreactants. 2. في التفاعل الماص للحرارة، تكون Hproducts أكبر من Hreactants. 3. طرح عدد أصغر من عدد أكبر يعطي نتيجة موجبة، لذا ΔHrxn > 0.

تلميح: تذكر أن ΔHrxn = Hproducts - Hreactants.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل معادلة التفاعل الحادث في الكمادة الباردة مع التغير في المحتوى الحراري الصحيح؟

أ) NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = -27 kJ
ب) NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) → NH₄NO₃(s) ΔHrxn = +27 kJ
ج) NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = +27 kJ
د) NH₄NO₃(aq) → NH₄⁺(s) + NO₃⁻(s) ΔHrxn = +27 kJ

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) ΔHrxn = +27 kJ

الشرح: 1. التفاعل الأساسي في الكمادة الباردة هو إذابة نترات الأمونيوم في الماء. 2. هذا التفاعل ماص للحرارة، حيث يمتص 27 كيلوجول من الطاقة من المحيط. 3. لذلك، يجب أن تكون إشارة ΔHrxn موجبة (+27 kJ).

تلميح: تذكر أن التفاعل ماص للحرارة، وأن ΔH موجب.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

في التفاعلات الماصة للحرارة (مثل تفاعل نترات الأمونيوم في الكمادة الباردة)، أي العبارات التالية تصف العلاقة بين المحتوى الحراري للنواتج والمفاعلات وإشارة التغير في المحتوى الحراري (ΔHrxn)؟

أ) المحتوى الحراري للنواتج أكبر من المحتوى الحراري للمتفاعلات، وإشارة ΔH موجبة
ب) المحتوى الحراري للنواتج أقل من المحتوى الحراري للمتفاعلات، وإشارة ΔH سالبة
ج) المحتوى الحراري للنواتج أكبر من المحتوى الحراري للمتفاعلات، وإشارة ΔH سالبة
د) المحتوى الحراري للنواتج أقل من المحتوى الحراري للمتفاعلات، وإشارة ΔH موجبة

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: المحتوى الحراري للنواتج أكبر من المحتوى الحراري للمتفاعلات، وإشارة ΔH موجبة

الشرح: 1. في التفاعل الماص للحرارة، يمتص النظام طاقة حرارية من المحيط. 2. هذا الامتصاص يؤدي لأن يكون المحتوى الحراري للنواتج (Hproducts) أعلى من المحتوى الحراري للمتفاعلات (Hreactants). 3. يُحسب التغير في المحتوى الحراري بالعلاقة: ΔH = Hproducts - Hreactants. 4. بما أن طاقة النواتج هي الأكبر، فإن ناتج الطرح يعطي قيمة موجبة دائمًا (ΔH > 0).

تلميح: تذكر أن النظام يمتص الطاقة من المحيط لزيادة طاقته، وفكر في ناتج طرح القيمة الصغرى من الكبرى.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط