صفحة 169 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

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

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 درجة الحرارة بمقياس كلفن (K)

المفاهيم الأساسية

الصفر المطلق (-273.15 °C): أدنى درجة حرارة ممكنة نظريًا، حيث يتلاشى حجم الغاز ويصبح مساويًا لحجم الذرات فقط، وتفقد الذرات طاقتها الحرارية كاملة.

مقياس كلفن (K): مقياس علمي لدرجة الحرارة يبدأ من الصفر المطلق، ولا يحتوي على درجات سالبة.

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)

#### الصفر المطلق

##### -273.15 °C

##### لا يمكن الوصول إلى درجة أقل منها

##### حجم الغاز يصبح مساويًا لحجم الذرات

##### تفقد الذرات طاقتها الحرارية كاملة

#### العلاقة مع السلسيوس

##### الدرجة الواحدة في كلفن تساوي 1 °C

##### العلاقة الرياضية: T_K = 273 + T_C

##### نقطة تجمد الماء: 273 K تقريبًا

##### نقطة غليان الماء: 373 K تقريبًا

#### الميزة العلمية

##### يبدأ من الصفر المطلق (لا توجد درجات سالبة)

##### مناسب للمسائل العلمية والهندسية

مدى درجات الحرارة في الكون (الشكل 5-6)

مدى واسع جدًا

أمثلة على المقياس اللوغاريتمي (كلفن)

#### 10^-8 K: أقل درجة حرارة في المختبر

#### 10^-2 K: يتحول الهيليوم إلى سائل

#### 100 K: توجد الحياة

#### 10^4 K: اللهب

#### 10^7 K: مركز الشمس

#### 10^10 K: انفجارات السوبرنوفا

الوصول إلى درجات حرارة منخفضة

جعل الغازات سائلة (مثال: الهيليوم عند 4.2 K)

استخدام خصائص المواد الصلبة ونظائر الهيليوم والذرات والليزر

```

نقاط مهمة

مقياس سلسيوس غير عملي في المسائل العلمية لأنه يحتوي على درجات سالبة قد توحي بطاقة حركية سالبة للجزيء، وهو أمر مستحيل.
العلاقة بين مقياس كلفن والسلسيوس هي: T_K = 273 + T_C.
يوضح الشكل 6-6 مقارنة بين المقاييس الثلاثة (كلفن، سلسيوس، فهرنهايت) عند نقاط الصفر المطلق وتجمد وغليان الماء.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

درجة الحرارة بمقياس كلفن (K)

نوع: FIGURE_REFERENCE

الشكل 5-6 يوجد مدى واسع جدًا من درجات الحرارة في الكون. لاحظ أن مدى القياس تم توسيعه في المناطق ذات الأهمية الخاصة.

نوع: محتوى تعليمي

فإذا بلغت درجة حرارته -273.15 °C يصبح حجمه مساويًا لحجم ذرات الهيليوم فقط، وتتلاشى الفراغات بين الذرات، وتفقد ذرات الغاز طاقتها الحرارية كاملة، ويصبح من المستحيل تخفيض درجة الحرارة إلى أقل من ذلك؛ لذا لا يكون هنالك درجة حرارة أقل من -273.15 °C والتي تعرف بالصفر المطلق.

نوع: محتوى تعليمي

إن مقياس سلسيوس مفيد في القياسات اليومية لدرجة الحرارة، غير أن استخدامه في المسائل العلمية والهندسية غير عملي؛ لأنه يحتوي على درجات سالبة؛ إذ أن درجات الحرارة السالبة قد توحي بأن للجزيء طاقة حركية سالبة، وهذا غير ممكن؛ لأن الطاقة الحركية دائما موجبة. والحل لهذه القضية يكون باستخدام تدريج قياس يبدأ من الصفر المطلق. ويسمى هذا المقياس الكلفن.

نوع: محتوى تعليمي

إن نقطة الصفر في مقياس كلفن تعرف بأنها الصفر المطلق. ووفقًا لمقياس كلفن فإن نقطة تجمد الماء (0 °C) هي 273 K تقريبًا، ونقطة غليان الماء هي 373 K تقريبًا. وتسمى الدرجة الواحدة على هذا المقياس كلفن، وتساوي 1 °C، لذا يكون T_K = 273 + T_C. ويوضح الشكل 6-6 تمثيلاً لدرجات الحرارة في المقاييس الثلاثة الشائعة الاستخدام: الفهرنهايت، والسلسيوس، والكلفن.

نوع: محتوى تعليمي

يتم الوصول إلى درجات الحرارة المنخفضة جدًا من خلال جعل الغازات سائلة، فمثلاً يصبح الهيليوم سائلاً عند درجة 4.2 K، أو -269 °C. ويمكن أيضًا الوصول إلى درجات حرارة منخفضة باستخدام خصائص معينة للمواد الصلبة، ونظائر الهيليوم، والذرات والليزر.

نوع: FIGURE_REFERENCE

الشكل 6-6 مقاييس درجة الحرارة الثلاثة الشائعة وهي الكلفن، والسلسيوس، والفهرنهايت.

نوع: METADATA

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

نوع: METADATA

169

🔍 عناصر مرئية

أربع صور توضح أمثلة لدرجات حرارة مختلفة: القنبلة النووية (انفجار ساطع)، سطح الشمس (كرة ملتهبة)، الجسم البشري (شخص يركب دراجة)، والفضاء بين النجوم (سديم ونجوم).

مدى درجات الحرارة في الكون

مقاييس درجة الحرارة الثلاثة

رسم توضيحي يقارن بين ثلاثة مقاييس للحرارة (كلفن، سلسيوس، فهرنهايت) من خلال محاذاة نقاط الغليان والتجمد والصفر المطلق أفقياً.

📄 النص الكامل للصفحة

درجة الحرارة بمقياس كلفن (K)

الشكل 5-6 يوجد مدى واسع جدًا من درجات الحرارة في الكون. لاحظ أن مدى القياس تم توسيعه في المناطق ذات الأهمية الخاصة.

فإذا بلغت درجة حرارته -273.15 °C يصبح حجمه مساويًا لحجم ذرات الهيليوم فقط، وتتلاشى الفراغات بين الذرات، وتفقد ذرات الغاز طاقتها الحرارية كاملة، ويصبح من المستحيل تخفيض درجة الحرارة إلى أقل من ذلك؛ لذا لا يكون هنالك درجة حرارة أقل من -273.15 °C والتي تعرف بالصفر المطلق.

إن مقياس سلسيوس مفيد في القياسات اليومية لدرجة الحرارة، غير أن استخدامه في المسائل العلمية والهندسية غير عملي؛ لأنه يحتوي على درجات سالبة؛ إذ أن درجات الحرارة السالبة قد توحي بأن للجزيء طاقة حركية سالبة، وهذا غير ممكن؛ لأن الطاقة الحركية دائما موجبة. والحل لهذه القضية يكون باستخدام تدريج قياس يبدأ من الصفر المطلق. ويسمى هذا المقياس الكلفن.

إن نقطة الصفر في مقياس كلفن تعرف بأنها الصفر المطلق. ووفقًا لمقياس كلفن فإن نقطة تجمد الماء (0 °C) هي 273 K تقريبًا، ونقطة غليان الماء هي 373 K تقريبًا. وتسمى الدرجة الواحدة على هذا المقياس كلفن، وتساوي 1 °C، لذا يكون T_K = 273 + T_C. ويوضح الشكل 6-6 تمثيلاً لدرجات الحرارة في المقاييس الثلاثة الشائعة الاستخدام: الفهرنهايت، والسلسيوس، والكلفن.

يتم الوصول إلى درجات الحرارة المنخفضة جدًا من خلال جعل الغازات سائلة، فمثلاً يصبح الهيليوم سائلاً عند درجة 4.2 K، أو -269 °C. ويمكن أيضًا الوصول إلى درجات حرارة منخفضة باستخدام خصائص معينة للمواد الصلبة، ونظائر الهيليوم، والذرات والليزر.

الشكل 6-6 مقاييس درجة الحرارة الثلاثة الشائعة وهي الكلفن، والسلسيوس، والفهرنهايت.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

169

--- VISUAL CONTEXT ---
**FIGURE**: Untitled
Description: أربع صور توضح أمثلة لدرجات حرارة مختلفة: القنبلة النووية (انفجار ساطع)، سطح الشمس (كرة ملتهبة)، الجسم البشري (شخص يركب دراجة)، والفضاء بين النجوم (سديم ونجوم).
Context: ربط درجات الحرارة بظواهر طبيعية وبشرية.

**DIAGRAM**: مدى درجات الحرارة في الكون
Description: No description
X-axis: درجة الحرارة بمقياس كلفن (K)
Data: مقياس لوغاريتمي يوضح تدرج درجات الحرارة من الصفر المطلق تقريبًا إلى انفجارات السوبرنوفا، مع وصف للحالات الفيزيائية والظواهر عند كل مدى.
Context: توضيح المدى الواسع لدرجات الحرارة في الكون واستخدام مقياس كلفن للتعبير عنها.

**DIAGRAM**: مقاييس درجة الحرارة الثلاثة
Description: رسم توضيحي يقارن بين ثلاثة مقاييس للحرارة (كلفن، سلسيوس، فهرنهايت) من خلال محاذاة نقاط الغليان والتجمد والصفر المطلق أفقياً.
Table Structure:
Headers: K (Kelvin) | °C (Celsius) | F (Fahrenheit)
Rows:
Row 1: 373.15 | 100.00 | 212.00
Row 2: 273.15 | 0.00 | 32.00
Row 3: 0.00 | -273.15 | -459.67
Y-axis: Temperature values
Key Values: Boiling point of water: 373.15 K, 100.00 °C, 212.00 °F, Freezing point of water: 273.15 K, 0.00 °C, 32.00 °F, Absolute zero: 0.00 K, -273.15 °C, -459.67 °F
Context: تسهيل فهم العلاقة الرياضية والفيزيائية بين مقاييس الحرارة المختلفة.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 9 بطاقة لهذه الصفحة

ما هو الصفر المطلق؟

أ) -273.15 °C، وهي درجة الحرارة التي تفقد فيها ذرات الغاز طاقتها الحرارية كاملة ولا يمكن تخفيضها لأقل من ذلك.
ب) 0 °C، وهي درجة تجمد الماء وتعتبر نقطة الصفر في مقياس كلفن.
ج) 100 °C، وهي درجة غليان الماء وتعادل 373 كلفن.
د) -100 °C، وهي درجة حرارة منخفضة جدًا لكنها ليست الصفر المطلق.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: -273.15 °C، وهي درجة الحرارة التي تفقد فيها ذرات الغاز طاقتها الحرارية كاملة ولا يمكن تخفيضها لأقل من ذلك.

الشرح: 1. الصفر المطلق هو أدنى درجة حرارة يمكن الوصول إليها نظريًا. 2. عندها، تتلاشى الفراغات بين الذرات وتفقد ذرات الغاز طاقتها الحرارية كاملة. 3. قيمته المحددة هي -273.15 °C، ولا يمكن تخفيض درجة الحرارة لأقل من ذلك.

تلميح: فكر في أدنى درجة حرارة ممكنة وماذا يحدث للمادة عندها.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

لماذا يُفضل استخدام مقياس كلفن في المسائل العلمية والهندسية بدلاً من مقياس سلسيوس؟

أ) لأنه أدق في القياسات المخبرية ويستخدم أجهزة قياس أحدث.
ب) لأن مقياس سلسيوس يحتوي على درجات سالبة قد توحي بأن للجزيء طاقة حركية سالبة، وهو أمر غير ممكن.
ج) لأن مقياس كلفن له مدى أوسع من درجات الحرارة التي يمكن قياسها مقارنة بسلسيوس.
د) لأنه المقياس الوحيد المعتمد دوليًا في جميع التطبيقات الصناعية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن مقياس سلسيوس يحتوي على درجات سالبة قد توحي بأن للجزيء طاقة حركية سالبة، وهو أمر غير ممكن.

الشرح: 1. الطاقة الحركية للجزيئات دائمًا موجبة ولا يمكن أن تكون سالبة. 2. استخدام مقياس سلسيوس الذي يتضمن درجات حرارة سالبة قد يوحي خطأً بوجود طاقة حركية سالبة. 3. مقياس كلفن يبدأ من الصفر المطلق (0 K)، مما يضمن أن جميع قيم الطاقة الحركية الناتجة عن درجات الحرارة ستكون موجبة.

تلميح: فكر في طبيعة الطاقة الحركية للعناصر الفيزيائية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما هي الصيغة الرياضية للتحويل من درجة الحرارة بمقياس سلسيوس إلى مقياس كلفن؟

أ) T_K = T_C - 273
ب) T_K = 273 + T_C
ج) T_K = (T_C * 9/5) + 32
د) T_K = T_C / 273

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: T_K = 273 + T_C

الشرح: 1. درجة واحدة على مقياس كلفن تساوي درجة واحدة على مقياس سلسيوس. 2. نقطة تجمد الماء هي 0 °C، وتساوي تقريبًا 273 K. 3. لإجراء التحويل، نضيف قيمة 273 إلى درجة الحرارة بالسلسيوس للحصول على درجة الحرارة بالكلفن.

تلميح: تذكر أن كل درجة سلسيوس تعادل كلفن واحد، وهناك ثابت يضاف لتحديد نقطة الصفر المطلق.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما تعريف الصفر المطلق؟

أ) هي درجة حرارة 0 °C، وهي نقطة تجمد الماء.
ب) هي درجة الحرارة -273.15 °C، وهي أقل درجة حرارة ممكنة نظريًا حيث تتلاشى الفراغات بين الذرات وتفقد الذرات طاقتها الحرارية كاملة.
ج) هي درجة حرارة 373 K، وهي نقطة غليان الماء.
د) هي درجة الحرارة 32 °F، وهي نقطة تجمد الماء في مقياس فهرنهايت.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: هي درجة الحرارة -273.15 °C، وهي أقل درجة حرارة ممكنة نظريًا حيث تتلاشى الفراغات بين الذرات وتفقد الذرات طاقتها الحرارية كاملة.

الشرح: 1. الصفر المطلق هو الحد الأدنى النظري لدرجة الحرارة. 2. عند هذه الدرجة (-273.15 °C) يتقلص حجم الغاز إلى حجم الذرات فقط. 3. تفقد الذرات طاقتها الحرارية كاملة. 4. من المستحيل تخفيض درجة الحرارة إلى أقل من ذلك.

تلميح: تذكر أنه الحد الأدنى النظري لدرجة الحرارة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما السبب الرئيسي لاستخدام مقياس كلفن في المسائل العلمية بدلاً من مقياس سلسيوس؟

أ) لأن مقياس كلفن أكثر دقة في القياسات اليومية.
ب) لأن مقياس سلسيوس لا يمكن استخدامه لقياس درجات الحرارة المرتفعة.
ج) لأن مقياس سلسيوس يحتوي على درجات سالبة قد توحي بطاقة حركية سالبة للجزيئات (وهو أمر غير ممكن)، بينما يبدأ مقياس كلفن من الصفر المطلق حيث الطاقة الحركية موجبة دائمًا.
د) لأن مقياس كلفن أسهل في الحسابات الهندسية.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن مقياس سلسيوس يحتوي على درجات سالبة قد توحي بطاقة حركية سالبة للجزيئات (وهو أمر غير ممكن)، بينما يبدأ مقياس كلفن من الصفر المطلق حيث الطاقة الحركية موجبة دائمًا.

الشرح: 1. في المسائل العلمية، يجب أن تكون الطاقة الحركية للجزيئات موجبة دائمًا. 2. مقياس سلسيوس يحتوي على درجات حرارة سالبة. 3. هذه القيم السالبة قد توحي خطأً بإمكانية وجود طاقة حركية سالبة. 4. مقياس كلفن يحل هذه المشكلة لأنه يبدأ من الصفر المطلق (0 K) حيث لا توجد قيم سالبة.

تلميح: فكر في مشكلة القيم السالبة للطاقة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما العلاقة الرياضية بين درجة الحرارة بالسلسيوس (T_C) ودرجة الحرارة بالكلفن (T_K)؟

أ) T_C = T_K - 273
ب) T_K = T_C - 273
ج) T_K = 273 + T_C
د) T_K = (T_C * 9/5) + 32

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: T_K = 273 + T_C

الشرح: 1. نقطة تجمد الماء هي 0 °C في مقياس سلسيوس. 2. نفس النقطة هي 273 K في مقياس كلفن. 3. الفرق الثابت بين المقياسين هو 273 درجة. 4. لذلك، لتحويل من سلسيوس إلى كلفن، نضيف 273: T_K = 273 + T_C.

تلميح: تذكر أن الفرق بين نقطتي تجمد الماء في المقياسين هو 273.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

أي مما يلي يمثل درجة حرارة الصفر المطلق بالمقاييس الثلاثة (كلفن، سلسيوس، فهرنهايت) بشكل صحيح؟

أ) 273.15 K، 0.00 °C، 32.00 °F
ب) 0.00 K، 0.00 °C، -459.67 °F
ج) 0.00 K، -273.15 °C، -459.67 °F
د) 373.15 K، 100.00 °C، 212.00 °F

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 0.00 K، -273.15 °C، -459.67 °F

الشرح: 1. الصفر المطلق هو أدنى درجة حرارة ممكنة. 2. في مقياس كلفن، قيمته هي 0.00 K. 3. في مقياس سلسيوس، قيمته هي -273.15 °C. 4. في مقياس فهرنهايت، قيمته هي -459.67 °F.

تلميح: تذكر أن الصفر المطلق هو نقطة البداية في مقياس كلفن.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: متوسط

ما الفرق الجوهري بين نقطة الصفر في مقياس كلفن ونقطة الصفر في مقياس سلسيوس؟

أ) لا يوجد فرق، كلاهما يمثلان نفس درجة الحرارة.
ب) نقطة الصفر في مقياس كلفن هي نقطة غليان الماء، بينما في سلسيوس هي نقطة تجمده.
ج) نقطة الصفر في مقياس كلفن هي الصفر المطلق (أدنى درجة حرارة ممكنة نظريًا)، بينما نقطة الصفر في مقياس سلسيوس هي نقطة تجمد الماء.
د) نقطة الصفر في مقياس كلفن تعتمد على ضغط جوي معين، بينما في سلسيوس فهي ثابتة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: نقطة الصفر في مقياس كلفن هي الصفر المطلق (أدنى درجة حرارة ممكنة نظريًا)، بينما نقطة الصفر في مقياس سلسيوس هي نقطة تجمد الماء.

الشرح: 1. مقياس كلفن مبني على أساس فيزيائي بحت. 2. نقطة الصفر فيه (0 K) تمثل الصفر المطلق، حيث تتوقف الحركة الجزيئية. 3. مقياس سلسيوس مبني على ظواهر طبيعية ملاحظة. 4. نقطة الصفر فيه (0 °C) تمثل درجة حرارة تجمد الماء تحت ظروف قياسية.

تلميح: فكر في الأساس الفيزيائي لكل مقياس.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما العلاقة الرياضية الصحيحة المستخدمة لتحويل درجة الحرارة من مقياس سلسيوس (T_C) إلى مقياس كلفن (T_K)؟

أ) T_K = T_C - 273
ب) T_K = T_C + 273
ج) T_C = T_K + 273
د) T_K = T_C + 373

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: T_K = T_C + 273

الشرح: 1. مقياس كلفن يبدأ من الصفر المطلق الذي يعادل -273.15°C. 2. بما أن حجم الدرجة الواحدة في كلفن يساوي حجم الدرجة الواحدة في سلسيوس، فإن الفرق بينهما هو إزاحة ثابتة. 3. للتحويل من سلسيوس إلى كلفن، نقوم بإضافة 273 إلى الدرجة السلسيوسية. 4. الصيغة النهائية هي: T_K = T_C + 273.

تلميح: تذكر أن درجة تجمد الماء هي 0°C وتقابلها القيمة 273 على مقياس كلفن، مما يعني أن مقياس كلفن دائماً أكبر بقيمة ثابتة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط