الاتزان الحراري - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الاتزان الحراري وقياسات درجة الحرارة

المفاهيم الأساسية

الاتزان الحراري: الحالة التي يصبح عندها معدل تدفق الطاقة بين جسمين متساويًا، وتكون لكلا الجسمين درجة الحرارة نفسها.

خريطة المفاهيم

```markmap

6-2 الاتزان والقياس الحراري

الاتزان الحراري

تعريف

#### حالة تساوي معدل تدفق الطاقة بين جسمين

#### حالة تساوي درجة الحرارة بين الجسمين

توضيح (الشكل 3-6)

#### قبل الاتزان

##### الجسم الساخن: جزيئات أسرع (KE أكبر)

##### الجسم البارد: جزيئات أبطأ (KE أقل)

#### بعد الاتزان

##### جزيئات الجسمين لها متوسط سرعات متساوية

##### KE_A = KE_B

قياس درجة الحرارة

مبدأ العمل

#### يعتمد على تغير خاصية فيزيائية (مثل الحجم) بتغير درجة الحرارة

أنواع مقاييس الحرارة

#### مقاييس منزلية (سائلية)

##### تحتوي على كحول ملون

##### يسخن ويرتفع في أنبوب ضيق

##### كلما زادت الحرارة، تمدد وزاد ارتفاعه

#### مقاييس سائل - بلوري

##### يتغير لون البلورة بتغير درجة الحرارة

##### تشير إلى درجة الحرارة عبر اللون

#### مقاييس طبية وإلكترونية

##### تستخدم دوائر إلكترونية حساسة للحرارة

##### تقيس درجات الحرارة بسرعة

توضيح (الشكل 4-6)

#### مقياس حرارة بلوري

##### يظهر تغير اللون مع تغير درجة الحرارة

##### من 32-35°م (أحمر/برتقالي غامق) إلى 13-16°م (أزرق/أخضر فاتح)

مقاييس درجة الحرارة

مقياس سلسيوس (°س)

#### ابتكره أندرييه سلسيوس (1741)

#### يعتمد على خصائص الماء

##### نقطة تجمد الماء النقي: 0°س

##### نقطة غليان الماء النقي عند مستوى سطح البحر: 100°س

مقياس كلفن (K)

#### مذكور في العنوان

حدود درجة الحرارة

لا يوجد حد أعلى واضح

#### درجة الحرارة داخل الشمس: 1.5 × 10^7 °س على الأقل

عند التبريد

#### تتقلص المواد (مثال: غاز الهيليوم في بالون)

```

نقاط مهمة

• حالة الاتزان الحراري تعني تساوي درجة حرارة الجسمين وتساوي معدل تدفق الطاقة بينهما.
• تعمل جميع مقاييس الحرارة على مبدأ تغير خاصية فيزيائية (مثل الحجم أو اللون) مع تغير درجة الحرارة.
• يستخدم مقياس سلسيوس الماء النقي كمرجع، حيث 0°س للتجمد و100°س للغليان.
• يظهر الشكل 4-6 كيف يمكن للون في مقياس حرارة بلوري أن يشير إلى نطاق معين لدرجة الحرارة.

إلى الاتزان الحراري، أي أن حالة الاتزان الحراري هي الحالة التي يصبح عندها معدلا

تدفق الطاقة بين جسمين متساوي، وتكون لكلا الجسمين درجة الحرارة نفسها، كما يبين

الشكل 3–6.

الشكل 3–6 تنتقل الطاقة

يعتمد مقياس الحرارة على خاصية معينة، مثل الحجم، والذي يتغير بتغير درجة

الحرارة. ويحتوي العديد من مقاييس الحرارة المنزلية على كحول ملون عندما يسخن

ويرتفع داخل أنبوب ضيق، وكلما زادت درجة حرارة الكحول تمدد حجمه أكثر فترتفع

الجزيئات لكل نوع عند درجة حرارة محددة، مما يؤدي إلى تغير لون البلورة. ومن ثم تشير إلى

درجة الحرارة من خلال اللون. أما المقاييس الحرارية الطبية والإلكترونية فتستخدم دوائر حساسة للحرارة

المركبات فإنها تستخدم دوائر إلكترونية حساسة للحرارة فتقيس درجات الحرارة بسرعة.

قبل الاتزان الحراري

بعد الاتزان الحراري

الشكل 4–6 تستخدم مقاييس الحرارة

التغيير في الخصائص الفيزيائية لقياس

درجة الحرارة، وفي مقياس الحرارة السائل – البلوري يتغير اللون بتغير

درجة الحرارة.

مقياسا درجة الحرارة: السلسيوس والكلفن

Temperature Scales: Celsius and Kelvin

على مر السنين قايس العلماء لدرجة الحرارة حتى يتمكنوا من مقارنة قياساتهم

بالقياسات الأخرى. فلقد ابتكر عالم الفلك والفيزياء السويدي أندرييه سلسيوس عام 1741 م مقياساً يعتمد على خصائص الماء. فني هذا المقياس – تُعرف نقطة تجمد الماء النقي لتكون 0°س، ونقطة غليان الماء النقي عند

مستوى سطح البحر لتكون 100°س.

حدود درجة الحرارة

يوضح الشكل 6–5 المدى الواسع لدرجات الحرارة الموجودة في

الكون. ولا يبدو أن هناك حداً أعلى لدرجات الحرارة؛ فدرجة الحرارة داخل الشمس تصل

على 1.5 × 107°س على الأقل. من جهة أخرى لدرجات الحرارة؛ فتقص الحرارة داخل

المواد، عموماً، عند تبريدها، فمثلاً إذا تم تبريد غاز مثالى مثل الهيليوم في بالون فإنه يتقلص،

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

168

--- SECTION: الاتزان الحراري --- إلى الاتزان الحراري، أي أن حالة الاتزان الحراري هي الحالة التي يصبح عندها معدلا تدفق الطاقة بين جسمين متساوي، وتكون لكلا الجسمين درجة الحرارة نفسها، كما يبين --- SECTION: الشكل 3–6 --- الشكل 3–6. --- SECTION: انتقال الطاقة الحرارية --- الشكل 3–6 تنتقل الطاقة يعتمد مقياس الحرارة على خاصية معينة، مثل الحجم، والذي يتغير بتغير درجة الحرارة. ويحتوي العديد من مقاييس الحرارة المنزلية على كحول ملون عندما يسخن ويرتفع داخل أنبوب ضيق، وكلما زادت درجة حرارة الكحول تمدد حجمه أكثر فترتفع الجزيئات لكل نوع عند درجة حرارة محددة، مما يؤدي إلى تغير لون البلورة. ومن ثم تشير إلى درجة الحرارة من خلال اللون. أما المقاييس الحرارية الطبية والإلكترونية فتستخدم دوائر حساسة للحرارة المركبات فإنها تستخدم دوائر إلكترونية حساسة للحرارة فتقيس درجات الحرارة بسرعة. --- SECTION: قبل الاتزان الحراري --- قبل الاتزان الحراري --- SECTION: بعد الاتزان الحراري --- بعد الاتزان الحراري --- SECTION: الشكل 4–6 --- الشكل 4–6 تستخدم مقاييس الحرارة التغيير في الخصائص الفيزيائية لقياس درجة الحرارة، وفي مقياس الحرارة السائل – البلوري يتغير اللون بتغير درجة الحرارة. --- SECTION: مقياس درجة الحرارة: السلسيوس والكلفن --- مقياسا درجة الحرارة: السلسيوس والكلفن Temperature Scales: Celsius and Kelvin على مر السنين قايس العلماء لدرجة الحرارة حتى يتمكنوا من مقارنة قياساتهم بالقياسات الأخرى. فلقد ابتكر عالم الفلك والفيزياء السويدي أندرييه سلسيوس عام 1741 م مقياساً يعتمد على خصائص الماء. فني هذا المقياس – تُعرف نقطة تجمد الماء النقي لتكون 0°س، ونقطة غليان الماء النقي عند مستوى سطح البحر لتكون 100°س. --- SECTION: حدود درجة الحرارة --- حدود درجة الحرارة يوضح الشكل 6–5 المدى الواسع لدرجات الحرارة الموجودة في الكون. ولا يبدو أن هناك حداً أعلى لدرجات الحرارة؛ فدرجة الحرارة داخل الشمس تصل على 1.5 × 107°س على الأقل. من جهة أخرى لدرجات الحرارة؛ فتقص الحرارة داخل المواد، عموماً، عند تبريدها، فمثلاً إذا تم تبريد غاز مثالى مثل الهيليوم في بالون فإنه يتقلص، وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 168 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 3–6 انتقال الطاقة الحرارية Description: Diagrams showing heat transfer between two bodies (A and B) with different initial temperatures, leading to thermal equilibrium. X-axis: Not applicable Y-axis: Not applicable Context: Illustrates the concept of thermal equilibrium and heat transfer between objects of different temperatures. **DIAGRAM**: الشكل 4–6 تستخدم مقاييس الحرارة Description: A visual representation of a liquid-in-glass thermometer scale showing color changes corresponding to temperature ranges. X-axis: Color Y-axis: Temperature Range (°C) Context: Demonstrates how liquid-in-glass thermometers work by correlating color change or liquid level with temperature.