صفحة 174 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 انتقال الحرارة وحفظ الطاقة في نظام معزول

المفاهيم الأساسية

النظام المغلق والمعزول: نظام لا تتبادل فيه الطاقة مع الوسط المحيط، وتظل طاقته الكلية ثابتة.

الاتزان الحراري: الحالة التي تتساوى فيها درجة حرارة الجسمين المتلامسين، ويتوقف تدفق الحرارة بينهما.

خريطة المفاهيم

```markmap

8-6 انتقال الحرارة بين قالين

النظام المغلق والمعزول

الطاقة الكلية ثابتة

#### ΔE_A + ΔE_B = 0

لا يبذل شغل

#### ΔE = Q

انتقال الحرارة

من الجسم الأسخن إلى الأبرد

حتى يتحقق الاتزان الحراري

#### درجة الحرارة تصبح متساوية

التغير في الطاقة الحرارية

المعادلة: ΔE = Q = m C ΔT

ΔT = T_f - T_i

حفظ الطاقة في النظام

الزيادة في طاقة قالب = النقصان في طاقة الآخر

#### m_A C ΔT_A + m_B C ΔT_B = 0

```

نقاط مهمة

• عند تلامس جسمين مختلفين في درجة الحرارة، تتدفق الحرارة تلقائياً من الساخن إلى البارد.
• في النظام المعزول، أي زيادة في الطاقة الحرارية لأحد الأجزاء يقابلها نقصان مساوٍ في الطاقة الحرارية للجزء الآخر.
• التغير في الطاقة الحرارية (ΔE) يساوي كمية الحرارة المنقولة (Q) عندما لا يُبذل شغل على النظام.

الشكل 8-6 نظام مكون من نموذجين لقالين عند درجات حرارة مختلفة، وهما مفصولان في الحالة الابتدائية (a)، وعندما يتلامس القالبان فإن الحرارة تتدفق من القالب الساخن إلى القالب الأبرد(b)، وتبقى الطاقة الكلية ثابتة.

افترض في البداية أن القالبين منفصلان، ومن الممكن جعلها تتلامسان. فإذا تغيرت الطاقة الحرارية للقالب A بمقدار ΔEA فإن التغير في الطاقة الحرارية للقالب B يساوي ΔEB، كما يُمكن وصف التغير من خلال المعادلة: 0 = ΔEA + ΔEB، أي أن تغير الطاقة لأحد القالبين موجب، في حين يكون تغير الطاقة للقالب الآخر سالبًا.

ويُمكن وصف التغير في درجة حرارة القالب ذي التغير الموجب في طاقته الحرارية، ونقصان درجة حرارة القالب ذي التغير السالب في طاقته الحرارية.

افترض أن درجتي الحرارة الابتدائية للقالبين مختلفتان، عندما يتلامس القالبان، تتدفق الحرارة من القالب الأسخن إلى القالب الأبرد، كما في الشكل 8-6b، وتبقى مستمرة في حالة اتزان حراري، وذلك عندما تكون درجة الحرارة نفسها.

يكون التغير في الطاقة الحرارية لأحد مكونات النظام المغلق والمعزول مساويًا لكمية الحرارة المنقولة، وذلك ناجم عن عدم بذل أي شغل؛ لذا يعبر عن تغير الطاقة لكل قالب بالمعادلة الآتية:

ΔE = Q = mCAT

ولأن الزيادة في الطاقة الحرارية للقالب A تساوي النقصان في الطاقة الحرارية للقالب B فإن العلاقة الآتية صحيحة:

mACΔTA + mBCΔTB = 0

إن التغير في درجة الحرارة هو الفرق بين درجتي الحرارة الابتدائية والنهاية؛ أي أن

ΔT = Tf - Ti

174

الشكل 8-6 نظام مكون من نموذجين لقالين عند درجات حرارة مختلفة، وهما مفصولان في الحالة الابتدائية (a)، وعندما يتلامس القالبان فإن الحرارة تتدفق من القالب الساخن إلى القالب الأبرد(b)، وتبقى الطاقة الكلية ثابتة. افترض في البداية أن القالبين منفصلان، ومن الممكن جعلها تتلامسان. فإذا تغيرت الطاقة الحرارية للقالب A بمقدار ΔEA فإن التغير في الطاقة الحرارية للقالب B يساوي ΔEB، كما يُمكن وصف التغير من خلال المعادلة: 0 = ΔEA + ΔEB، أي أن تغير الطاقة لأحد القالبين موجب، في حين يكون تغير الطاقة للقالب الآخر سالبًا. ويُمكن وصف التغير في درجة حرارة القالب ذي التغير الموجب في طاقته الحرارية، ونقصان درجة حرارة القالب ذي التغير السالب في طاقته الحرارية. افترض أن درجتي الحرارة الابتدائية للقالبين مختلفتان، عندما يتلامس القالبان، تتدفق الحرارة من القالب الأسخن إلى القالب الأبرد، كما في الشكل 8-6b، وتبقى مستمرة في حالة اتزان حراري، وذلك عندما تكون درجة الحرارة نفسها. يكون التغير في الطاقة الحرارية لأحد مكونات النظام المغلق والمعزول مساويًا لكمية الحرارة المنقولة، وذلك ناجم عن عدم بذل أي شغل؛ لذا يعبر عن تغير الطاقة لكل قالب بالمعادلة الآتية: ΔE = Q = mCAT ولأن الزيادة في الطاقة الحرارية للقالب A تساوي النقصان في الطاقة الحرارية للقالب B فإن العلاقة الآتية صحيحة: mACΔTA + mBCΔTB = 0 إن التغير في درجة الحرارة هو الفرق بين درجتي الحرارة الابتدائية والنهاية؛ أي أن ΔT = Tf - Ti 174 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: نظام مكون من قالين عند درجات حرارة مختلفة Description: The diagram shows two containers, labeled A and B, with internal bars representing temperature or energy levels. Initially, they are separated by an insulator (labeled عازل). The second diagram shows them in contact, with a gradient indicating heat transfer from A to B, labeled E_A and E_B representing initial energies, and E_AB = E_A + E_B representing total energy. Data: Illustrative diagram, not quantitative data. Context: Illustrates the concept of heat transfer between objects at different temperatures and the conservation of total energy in an isolated system.