صفحة 178 - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية

المفاهيم الأساسية

الحرارة الكامنة للانصهار: الحرارة اللازمة لتحويل المادة الصلبة إلى سائلة دون تغيير درجة الحرارة.

الحرارة الكامنة للتبخر: الحرارة اللازمة لتحويل المادة السائلة إلى غازية دون تغيير درجة الحرارة.

القانون الأول في الديناميكا الحرارية: قانون حفظ الطاقة في الأنظمة الحرارية.

القانون الثاني في الديناميكا الحرارية: قانون يصف اتجاه انتقال الحرارة (من الجسم الساخن إلى البارد) ويرتبط بمفهوم الإنتروبي.

الإنتروبي: مقياس للعشوائية أو عدم الانتظام في نظام ما.

المحرك الحراري: جهاز يحول الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي (مثل: المحرك البخاري).

خريطة المفاهيم

```markmap

تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية

تغيرات حالة المادة

الحالات الثلاث الشائعة

• الصلبة
• السائلة
• الغازية

تفسير التغيرات

• اكتساب طاقة حرارية يزيد حركة الجزيئات ودرجة الحرارة
• عند نقطة معينة، تتغلب الطاقة على قوى التماسك بين الجزيئات فتتغير الحالة

الحرارة الكامنة

• للانصهار
• للتبخر

قوانين الديناميكا الحرارية

القانون الأول

• حفظ الطاقة في الأنظمة الحرارية
• التمييز بين الحرارة والشغل

القانون الثاني

• اتجاه انتقال الحرارة
• الإنتروبي (مقياس العشوائية)

تطبيق تاريخي

• المحرك البخاري (القرن 18)
• يحول حرارة الماء إلى بخار يدفع مكبسًا
• يتكثف البخار مرة أخرى إلى سائل

```

نقاط مهمة

• تغير حالة المادة يعني تغير شكلها والطريقة التي تخزن بها الذرات الطاقة الحرارية، دون تغيير البنية الجزيئية.
• يوضح الرسم البياني (الشكل 10-6) العلاقة بين درجة الحرارة وكمية الحرارة المكتسبة أثناء تحول 1 جرام من الجليد إلى بخار.
• عند تسخين الجليد، تزداد درجة حرارته حتى نقطة الانصهار (273 كلفن)، حيث تمتص الطاقة للتغلب على قوى التماسك بين الجزيئات مع بقائها متلامسة.
• بزيادة الطاقة أكثر، تكتسب الجزيئات حرية حركة أكبر حتى تنزلق مبتعدة عن بعضها (تحول إلى سائل ثم غاز).

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa 2-6 تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية Changes of State & the Laws of Thermodynamics --- SECTION: الأهداف --- الأهداف • تعرف الحرارة الكامنة للانصهار. • تعرف الحرارة الكامنة للتبخر. • تعرف القانونين الأول والثاني في الديناميكا الحرارية. • تميز بين الحرارة والشغل. • تعرف الإنتروبي. --- SECTION: المفردات --- المفردات الحرارة الكامنة للانصهار الحرارة الكامنة للتبخر القانون الأول في الديناميكا الحرارية المحرك الحراري الإنتروبي القانون الثاني في الديناميكا الحرارية استخدم صانعو المحرك البخاري في القرن الثامن عشر الحرارة لتحويل الماء الساخن إلى بخار، حيث يدفع البخار المكبس لتشغيل المحرك، ثم يبرد البخار، ويتكثف فيصبح سائلاً مرة أخرى. إن إمداد الماء السائل بكمية من الطاقة الحرارية لا يغير درجة حرارته فقط، بل يُغيّر بنيته التركيبية أيضًا - ولكن دون تغيير البنية الجزيئية. وستتعلم أن تغير حالة المادة يعني تغير الشكل، والطريقة التي تخزن بها الذرات الطاقة الحرارية. --- SECTION: تغير حالة المادة --- تغير حالة المادة Changes of State إن الحالات الثلاث الأكثر شيوعًا للمادة هي: الصلبة، والسائلة، والغازية. حيث تتغير حالة المادة الصلبة إلى السائلة عند رفع درجة حرارتها، وتصبح غازًا عند درجات حرارة أعلى. فكيف يمكن تفسير هذه التغيرات؟ افترض أن مادة ما في الحالة الصلبة اكتسبت كمية من الطاقة الحرارية؛ فما التغير الذي سيطرأ عليها ؟ تزداد حركة جزيئاتها، كما تزداد درجة حرارتها. يبين الشكل 10-6 تمثيلا بيانيا لتغيرات حالة المادة عند تزويد 18 من الماء بطاقة حرارية بدءًا من درجة حرارة 243 ( جليد) حتى تصل درجة الحرارة إلى ما يزيد على 373 (بخار) . لقد سخّن الجليد بين النقطتين A و B حتى أصبحت درجة حرارته 273 ، وعند نقطة معينة فإن الطاقة الحرارية المكتسبة تجعل جزيئات الماء تتحرك بسرعة كافية، للتغلب على القوى التي تعمل على تثبيت الجزيئات. وتبقى الجزيئات يلامس بعضها بعضا، ولكنها تملك حرية حركة أكثر ، وبازدياد الطاقة الحرارية المكتسبة تصبح الجزيئات أخيرًا حرة على نحو كافٍ لتنزلق مبتعدا بعضها عن بعض. فاز ثلاثة علماء بريطانيين بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2016 تقديرا لأبحاثهم حول المادة التي أتاحت إحراز تقدم في الفهم النظري للأسرار الغامضة للمادة، و فتحت آفاقا جديدة في تطوير مواد مبتكرة. --- VISUAL CONTEXT --- **GRAPH**: تمثيل بياني للعلاقة بين درجة الحرارة وكمية h المكتسبة عندما يتحول 1g من الجليد إلى بخار Description: Graph showing the relationship between temperature and heat energy during phase changes of water X-axis: كمية الحرارة (J) Y-axis: درجة الحرارة (K) Data: Graph shows phase changes of water from ice to steam with increasing heat energy Context: Illustrates the energy required for phase transitions of water