التغير في الإنتروبيا - كتاب الفيزياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

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

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

الدرس: التغير في الإنتروبيا

📚 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

📚 الإنتروبيا

المفاهيم الأساسية

الإنتروبيا: قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.

الحرارة الضائعة: حرارة تتولد دائمًا في الآلات ولا يمكن تحويلها إلى شغل ميكانيكي.

خريطة المفاهيم

```markmap

المحركات الحرارية

القانون الثاني في الديناميكا الحرارية

الإنتروبيا

  • قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام
  • تزداد مع زيادة العشوائية
  • خاصية داخلية للجسم (مثل الطاقة الحرارية)

#### التغير في الإنتروبيا

  • ΔS = Q / T
  • وحدة الإنتروبي: J/K
  • ΔS = الحرارة المضافة (Q) / درجة الحرارة بالكلفن (T)
  • يزداد الإنتروبي عند إضافة حرارة
  • ينقص الإنتروبي عند انتزاع حرارة
  • لا يتغير الإنتروبي عند بذل شغل دون تغير في درجة الحرارة (إذا أهمل الاحتكاك)

الحرارة الضائعة

  • تتولد دائمًا في أي آلة، حتى المثالية
  • نتيجة لدراسة سادي كارنو في القرن التاسع عشر
  • تؤدي إلى زيادة الإنتروبي

العمليات التلقائية

  • مثال: سقوط كرة بيسبول
  • تتحول طاقة وضع الكرة إلى طاقة حركية
  • تصطدم الكرة بجزيئات الهواء ذات سرعات عشوائية
  • تزيد الطاقة من عشوائية وسرعات الجزيئات (تزيد الإنتروبي)
  • من المستبعد عودة الجزيئات لوضعها السابق لتعيد طاقتها للكرة

```

نقاط مهمة

  • الإنتروبيا هي الدالة الكمية التي تصف نتيجة كارنو حول الحرارة الضائعة.
  • زيادة عدم الانتظام في النظام تعني زيادة في الإنتروبيا.
  • العلاقة ΔS = Q / T تربط التغير في الإنتروبيا بكمية الحرارة المضافة ودرجة الحرارة المطلقة.
  • مسألة التحفيز تطلب مقارنة التغير في الإنتروبيا في حالات مختلفة (تسخين الماء عند درجات حرارة مختلفة، صهر الجليد، تسخين الرصاص).

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

إن الحرارة الضائعة تتولد دائمًا، ولا تشاهد جزيئات الغاز الموزعة عشوائيًا ترتب نفسها تلقائيًا في أنماط معينة. وقد درس المهندس الفرنسي سادي كارنو قدرة الآلات على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية في القرن التاسع عشر، حيث قدم إثباتًا منطقيًا على أن الآلات كلها – حتى المثالية منها – ستولد بعض الحرارة الضائعة (المفقودة). وتوصف نتيجة كارنو على نحو أفضل بدالة كمية تُسمى الإنتروبيا، وهي عبارة عن قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.

نوع: محتوى تعليمي

عندما تسقط كرة بيسبول بفعل الجاذبية الأرضية، يكون لها طاقة وضع، وطاقة حركية. وإذا أنه عندما تسقط الكرة خلال الهواء تصطدم بالعديد من الجزيئات، وسرعات عشوائية، حيث تؤدي الطاقة المكتسبة من الكرة إلى زيادة عشوائية، فكان كل مدى سرعة الجزيئات أكبر كان عدم الانتظام (الفوضوي) أكبر، والذي يزيد بدوره الإنتروبي. ومن المستبعد جدًا أن تعود الجزيئات التي اضطربت، وتشتت في جميع الاتجاهات إلى وضعها السابق معًا، مانحة بذلك طاقاتها للكرة ومسببة ارتفاعها عن سطح الأرض.

نوع: محتوى تعليمي

إن الإنتروبي محتوى داخل الجسم، مثله في ذلك مثل الطاقة الحرارية، وعند إضافة حرارة إلى الجسم، فإن الإنتروبي يزداد، وإذا انتزعت حرارة من الجسم فإن الإنتروبي ينقص، أما عندما يبذل الجسم شغلاً دون أن تتغير درجة الحرارة فإن الإنتروبي لا يتغير ما دام الاحتكاك مهملاً. ويعبر عن التغير في الإنتروبي S بمقدار الكمية المضافة (حيث تكون وحدة الإنتروبي هي K / J وتكون درجات الحرارة مقيسة بالكلفن):

التغير في الإنتروبيا

نوع: محتوى تعليمي

ΔS = Q / T

نوع: محتوى تعليمي

التغير في الإنتروبي لجسم ما يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إلى الجسم مقسومة على درجة حرارة الجسم بالكلفن.

مسألة تحفيز

نوع: محتوى تعليمي

للانتروبي بعض الخصائص المدهشة، قارن بين الحالات الآتية، ووضح أوجه الاختلاف، بين هذه التغيرات للانتروبي، معللاً ذلك.

1

نوع: QUESTION_ACTIVITY

تسخين 1 kg من الماء من 273 K إلى 274 K

2

نوع: QUESTION_ACTIVITY

تسخين 1 kg من الماء من 353 K إلى 354 K

3

نوع: QUESTION_ACTIVITY

صهر 1 kg من الجليد بشكل كامل عند 273 K

4

نوع: QUESTION_ACTIVITY

تسخين 1 kg من الرصاص من 273 K إلى 274 K

نوع: FIGURE_REFERENCE

Diagram showing two cylinders, each containing 1 kg of substance, with initial temperature Ti and final temperature Tf, and heat transfer Q indicated.

🔍 عناصر مرئية

A diagram illustrating heat transfer and temperature change. It shows two identical purple cylinders, each labeled with '1 kg'. The left cylinder is labeled 'Ti' and has an arrow labeled 'Q' pointing towards it, indicating heat is added. The right cylinder is labeled 'Tf', implying a final state after heat transfer. The diagram is intended to represent scenarios for calculating entropy change.

📄 النص الكامل للصفحة

إن الحرارة الضائعة تتولد دائمًا، ولا تشاهد جزيئات الغاز الموزعة عشوائيًا ترتب نفسها تلقائيًا في أنماط معينة. وقد درس المهندس الفرنسي سادي كارنو قدرة الآلات على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية في القرن التاسع عشر، حيث قدم إثباتًا منطقيًا على أن الآلات كلها – حتى المثالية منها – ستولد بعض الحرارة الضائعة (المفقودة). وتوصف نتيجة كارنو على نحو أفضل بدالة كمية تُسمى الإنتروبيا، وهي عبارة عن قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام. عندما تسقط كرة بيسبول بفعل الجاذبية الأرضية، يكون لها طاقة وضع، وطاقة حركية. وإذا أنه عندما تسقط الكرة خلال الهواء تصطدم بالعديد من الجزيئات، وسرعات عشوائية، حيث تؤدي الطاقة المكتسبة من الكرة إلى زيادة عشوائية، فكان كل مدى سرعة الجزيئات أكبر كان عدم الانتظام (الفوضوي) أكبر، والذي يزيد بدوره الإنتروبي. ومن المستبعد جدًا أن تعود الجزيئات التي اضطربت، وتشتت في جميع الاتجاهات إلى وضعها السابق معًا، مانحة بذلك طاقاتها للكرة ومسببة ارتفاعها عن سطح الأرض. إن الإنتروبي محتوى داخل الجسم، مثله في ذلك مثل الطاقة الحرارية، وعند إضافة حرارة إلى الجسم، فإن الإنتروبي يزداد، وإذا انتزعت حرارة من الجسم فإن الإنتروبي ينقص، أما عندما يبذل الجسم شغلاً دون أن تتغير درجة الحرارة فإن الإنتروبي لا يتغير ما دام الاحتكاك مهملاً. ويعبر عن التغير في الإنتروبي S بمقدار الكمية المضافة (حيث تكون وحدة الإنتروبي هي K / J وتكون درجات الحرارة مقيسة بالكلفن): --- SECTION: التغير في الإنتروبيا --- ΔS = Q / T التغير في الإنتروبي لجسم ما يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إلى الجسم مقسومة على درجة حرارة الجسم بالكلفن. --- SECTION: مسألة تحفيز --- للانتروبي بعض الخصائص المدهشة، قارن بين الحالات الآتية، ووضح أوجه الاختلاف، بين هذه التغيرات للانتروبي، معللاً ذلك. --- SECTION: 1 --- تسخين 1 kg من الماء من 273 K إلى 274 K --- SECTION: 2 --- تسخين 1 kg من الماء من 353 K إلى 354 K --- SECTION: 3 --- صهر 1 kg من الجليد بشكل كامل عند 273 K --- SECTION: 4 --- تسخين 1 kg من الرصاص من 273 K إلى 274 K Diagram showing two cylinders, each containing 1 kg of substance, with initial temperature Ti and final temperature Tf, and heat transfer Q indicated. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: A diagram illustrating heat transfer and temperature change. It shows two identical purple cylinders, each labeled with '1 kg'. The left cylinder is labeled 'Ti' and has an arrow labeled 'Q' pointing towards it, indicating heat is added. The right cylinder is labeled 'Tf', implying a final state after heat transfer. The diagram is intended to represent scenarios for calculating entropy change. Data: Illustrative diagram, not data-driven. Context: This diagram visually represents the scenarios described in questions 1-4 of the 'مسألة تحفيز' section, illustrating the concept of heat transfer (Q) and its effect on temperature (Ti to Tf) for a given mass (1 kg) of a substance, which is fundamental to understanding entropy changes.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 2

سؤال مسألة تحفيز (1، 2): للإنتروبي بعض الخصائص المدهشة. قارن بين الحالات الآتية، ووضح أوجه الاختلاف، بين هذه التغيرات للإنتروبي، معللاً ذلك. 1. تسخين 1 kg من الماء من 273 K إلى 274 K. 2. تسخين 1 kg من الماء من 353 K إلى 354 K.

الإجابة: س: مسألة تحفيز (1، 2) التغيرات موجبة (إضافة حرارة). 1) ماء (273-274 K): J/K ΔS ≈ 15.3 2) ماء (353-354 K): J/K ΔS ≈ 11.8 (أقل لأن T أعلى)

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الإنتروبي (S) هو مقياس للعشوائية أو عدم الانتظام في النظام. التغير في الإنتروبي ($\Delta S$) عند إضافة كمية حرارة (Q) إلى نظام عند درجة حرارة ثابتة (T) يُحسب بالقانون: $$\Delta S = \frac{Q}{T}$$ حيث Q هي الحرارة المضافة و T هي درجة الحرارة المطلقة بالكلفن.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق على السؤال):** السؤال يقارن بين تسخين نفس الكتلة من الماء (1 kg) ولكن عند درجات حرارة ابتدائية مختلفة. في كلتا الحالتين، كمية الحرارة المضافة (Q) اللازمة لرفع درجة حرارة 1 kg من الماء بمقدار 1 كلفن هي نفسها تقريباً (نظراً لأن السعة الحرارية النوعية للماء ثابتة تقريباً في هذا المدى). - الحالة 1: التسخين من 273 K إلى 274 K. هنا T = 273 K (تقريباً). - الحالة 2: التسخين من 353 K إلى 354 K. هنا T = 353 K (تقريباً).
  3. **الخطوة 3 (النتيجة والمقارنة):** بما أن كمية الحرارة Q متساوية في الحالتين، فإن $\Delta S$ يتناسب عكسياً مع درجة الحرارة T. لذلك: - عند T منخفضة (273 K)، يكون $\Delta S$ أكبر. - عند T مرتفعة (353 K)، يكون $\Delta S$ أصغر. إذن، التغير في الإنتروبي لتسخين الماء من 273 K إلى 274 K يكون **أكبر** من التغير في الإنتروبي لتسخينه من 353 K إلى 354 K. السبب: إضافة نفس الكمية من الحرارة عند درجة حرارة منخفضة تزيد العشوائية (الإنتروبي) بشكل ملحوظ أكثر من إضافتها عند درجة حرارة مرتفعة.

سؤال مسألة تحفيز (3، 4): للإنتروبي بعض الخصائص المدهشة. قارن بين الحالات الآتية، ووضح أوجه الاختلاف، بين هذه التغيرات للإنتروبي، معللاً ذلك. 3. صهر 1 kg من الجليد بشكل كامل عند 273 K. 4. تسخين 1 kg من الرصاص من 273 K إلى 274 K.

الإجابة: س: مسألة تحفيز (3، 4) 3) صهر جليد: 1220 ≈ J/K ΔS (الأكبر) 4) رصاص: 0.47 ≈ J/K ΔS (الأصغر) الترتيب: 3 > 1 > 2 > 4

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** التغير في الإنتروبي ($\Delta S$) يعتمد على نوع عملية انتقال الحرارة: 1. **تغير في الطور (مثل الانصهار):** $\Delta S = \frac{Q}{T}$، حيث Q هي حرارة الانصهار (كمية كبيرة) و T هي درجة حرارة الانصهار الثابتة. 2. **تغير في درجة الحرارة (تسخين):** $\Delta S = \frac{Q}{T}$، حيث Q هي الحرارة المضافة لرفع درجة الحرارة و T هي درجة الحرارة المتوسطة تقريباً.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق والمقارنة):** لنقارن العمليتين: - **الحالة 3 (صهر 1 kg من الجليد عند 273 K):** هنا، Q هي حرارة الانصهار الكامنة، وهي قيمة كبيرة جداً (حوالي 334,000 جول لـ 1 kg من الجليد). درجة الحرارة T ثابتة عند 273 K. لذا، $\Delta S$ سيكون كبيراً جداً. - **الحالة 4 (تسخين 1 kg من الرصاص من 273 K إلى 274 K):** هنا، Q هي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة الرصاص بمقدار 1 كلفن، وهي قيمة صغيرة لأن السعة الحرارية النوعية للرصاص منخفضة. درجة الحرارة T حوالي 273 K. لذا، $\Delta S$ سيكون صغيراً جداً.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة والترتيب):** بناءً على ذلك: - أكبر تغير في الإنتروبي هو عند **صهر الجليد (الحالة 3)** لأن كمية الحرارة المضافة كبيرة جداً خلال تغير الطور. - أصغر تغير في الإنتروبي هو عند **تسخين الرصاص (الحالة 4)** لأن كمية الحرارة المضافة صغيرة جداً. وبالمقارنة مع الحالتين من السؤال الأول (تسخين الماء): تسخين الماء من 273 K (الحالة 1) يعطي $\Delta S$ متوسطاً، وتسخينه من 353 K (الحالة 2) يعطي $\Delta S$ أقل. إذن، الترتيب من الأكبر إلى الأصغر لتغير الإنتروبي هو: **صهر الجليد > تسخين الماء (من 273 K) > تسخين الماء (من 353 K) > تسخين الرصاص**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 9 بطاقة لهذه الصفحة

ما تعريف الإنتروبيا في الفيزياء؟

  • أ) كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة درجة مئوية واحدة.
  • ب) قياس لمعدل تدفق الحرارة بين جسمين.
  • ج) قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.
  • د) مقياس لقدرة النظام على بذل الشغل.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.

الشرح: الإنتروبيا هي دالة كمية تُستخدم لوصف مدى العشوائية أو الفوضى في ترتيب جزيئات نظام فيزيائي. كلما زاد عدم الانتظام، زادت الإنتروبيا.

تلميح: تذكر علاقتها بدرجة التنظيم داخل الأنظمة الفيزيائية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الصيغة الرياضية لحساب التغير في الإنتروبيا (ΔS)؟

  • أ) ΔS = Q × T
  • ب) ΔS = T / Q
  • ج) ΔS = Q / T
  • د) ΔS = Q + T

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ΔS = Q / T

الشرح: يُعبر عن التغير في الإنتروبيا (ΔS) بمقدار كمية الحرارة المضافة (Q) مقسومة على درجة حرارة الجسم المطلقة (T) المقيسة بالكلفن. وحدة الإنتروبي هي جول لكل كلفن (J/K).

تلميح: تتضمن الصيغة الحرارة المضافة ودرجة الحرارة المطلقة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

كيف يؤثر كل من إضافة الحرارة ودرجة الحرارة على الإنتروبيا في النظام؟

  • أ) تنقص الإنتروبيا بإضافة الحرارة وتزداد بانتزاعها، وتتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة.
  • ب) تزداد الإنتروبيا بإضافة الحرارة وتقل بانتزاعها، والتغير في الإنتروبيا يتناسب عكسياً مع درجة الحرارة المطلقة.
  • ج) لا تتأثر الإنتروبيا بإضافة الحرارة أو انتزاعها، وتظل ثابتة دائماً.
  • د) تزداد الإنتروبيا بإضافة الحرارة وتقل بانتزاعها، والتغير في الإنتروبيا لا يعتمد على درجة الحرارة المطلقة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تزداد الإنتروبيا بإضافة الحرارة وتقل بانتزاعها، والتغير في الإنتروبيا يتناسب عكسياً مع درجة الحرارة المطلقة.

الشرح: 1. عند إضافة حرارة (Q) إلى الجسم، تزداد عشوائية الجزيئات وبالتالي تزداد الإنتروبيا (ΔS). 2. عند انتزاع حرارة من الجسم، تنقص عشوائية الجزيئات وتنقص الإنتروبيا. 3. من القانون ΔS = Q/T، يتناسب التغير في الإنتروبيا عكسياً مع درجة الحرارة المطلقة (T)؛ أي أن نفس كمية الحرارة تحدث تغيراً أكبر في الإنتروبيا عند درجات الحرارة المنخفضة.

تلميح: تذكر العلاقة بين ΔS، Q، و T.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما تعريف الإنتروبيا (Entropy) في الديناميكا الحرارية؟

  • أ) هي قياس لكمية الحرارة الكلية في النظام.
  • ب) هي قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.
  • ج) هي قياس للطاقة الميكانيكية القابلة للاستخدام.
  • د) هي قياس لدرجة الحرارة المطلقة للنظام.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: هي قياس لعدم الانتظام (الفوضى) في النظام.

الشرح: 1. الإنتروبيا هي دالة كمية حرارية. 2. تُستخدم لوصف حالة النظام من حيث الانتظام. 3. كلما زادت العشوائية وعدم الانتظام في النظام، زادت الإنتروبيا.

تلميح: فكر في مقياس يصف حالة النظام من حيث الترتيب والعشوائية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما القانون الرياضي للتغير في الإنتروبيا (ΔS) عند إضافة كمية حرارة (Q) إلى جسم عند درجة حرارة ثابتة (T)؟

  • أ) ΔS = Q × T
  • ب) ΔS = T / Q
  • ج) ΔS = Q / T
  • د) ΔS = Q - T

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ΔS = Q / T

الشرح: 1. التغير في الإنتروبيا لجسم ما يساوي مقدار كمية الحرارة المضافة إليه. 2. يُقسم هذا المقدار على درجة حرارة الجسم بالكلفن. 3. الصيغة النهائية هي: ΔS = Q / T

تلميح: التغير في الإنتروبيا يتناسب مع الحرارة المضافة ويتناسب عكسياً مع درجة الحرارة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أي من الحالات التالية تؤدي إلى أكبر زيادة في الإنتروبيا (ΔS)؟

  • أ) تسخين 1 kg من الماء من 273 K إلى 274 K.
  • ب) تسخين 1 kg من الرصاص من 273 K إلى 274 K.
  • ج) صهر 1 kg من الجليد بشكل كامل عند 273 K.
  • د) تسخين 1 kg من الماء من 353 K إلى 354 K.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: صهر 1 kg من الجليد بشكل كامل عند 273 K.

الشرح: 1. التغير في الإنتروبيا (ΔS = Q/T) يعتمد على كمية الحرارة المضافة (Q) ودرجة الحرارة (T). 2. صهر الجليد (تغير طور) يتطلب كمية حرارة كامنة للانصهار (Q_fusion) أكبر بكثير من كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة نفس الكتلة درجة واحدة (Q=mcΔT). 3. لذا، فإن إضافة كمية حرارة كبيرة جداً (Q_fusion) عند درجة حرارة 273 K يؤدي إلى أكبر زيادة في الإنتروبيا مقارنة بعمليات التسخين لكميات حرارة أقل.

تلميح: قارن بين كميات الحرارة (Q) اللازمة لكل عملية ونوع العملية (تغير طور مقابل تسخين).

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

عند إضافة نفس كمية الحرارة (Q) إلى 1 كجم من الماء عند درجات حرارة مختلفة، أي مما يلي يصف العلاقة الصحيحة بين التغير في الإنتروبيا (ΔS) ودرجة الحرارة (T)؟

  • أ) ΔS يتناسب طردياً مع T، لذا يكون أكبر عند درجة حرارة مرتفعة.
  • ب) ΔS يتناسب عكسياً مع T، لذا يكون أكبر عند درجة حرارة منخفضة.
  • ج) ΔS لا يعتمد على T، بل على نوع المادة فقط.
  • د) ΔS يكون ثابتاً دائماً بغض النظر عن T لأن Q ثابت.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ΔS يتناسب عكسياً مع T، لذا يكون أكبر عند درجة حرارة منخفضة.

الشرح: 1. القانون هو ΔS = Q / T. 2. إذا كانت Q ثابتة، فإن ΔS يعتمد فقط على T. 3. العلاقة عكسية: كلما زادت T، قل ΔS، والعكس صحيح. 4. لذلك، إضافة نفس الحرارة عند 273 K تعطي ΔS أكبر منها عند 353 K.

تلميح: تذكر قانون ΔS = Q/T. ماذا يحدث للقيمة عندما يكون المقام (T) كبيراً أو صغيراً؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

بناءً على خصائص الإنتروبيا، أي العمليات التالية ينتج عنها أكبر تغير في الإنتروبيا (ΔS) لنفس الكتلة (1 كجم)؟

  • أ) تسخين 1 كجم من الماء من 273 K إلى 274 K.
  • ب) تسخين 1 كجم من الماء من 353 K إلى 354 K.
  • ج) صهر (انصهار) 1 كجم من الجليد عند 273 K.
  • د) تسخين 1 كجم من الرصاص من 273 K إلى 274 K.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: صهر (انصهار) 1 كجم من الجليد عند 273 K.

الشرح: 1. صهر الجليد: يتطلب كمية حرارة كبيرة (حرارة انصهار كامنة) عند درجة حرارة ثابتة منخفضة نسبياً (273 K). 2. تسخين الماء أو الرصاص: يتطلب كمية حرارة أقل بكثير لرفع درجة الحرارة 1 K. 3. وفق القانون ΔS = Q/T، تكون Q كبيرة جداً في عملية الصهر، مما يعطي ΔS الأكبر.

تلميح: فكر في العمليات التي تتضمن تغيراً كبيراً في حالة المادة (الطور) مقابل مجرد تغير في درجة الحرارة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما وحدة قياس الإنتروبيا (S) في النظام الدولي للوحدات (SI)؟

  • أ) جول (J)
  • ب) جول لكل كلفن (J/K)
  • ج) كلفن (K)
  • د) واط (W)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: جول لكل كلفن (J/K)

الشرح: 1. قانون الإنتروبيا هو ΔS = Q / T. 2. وحدة Q (الحرارة) هي الجول (J). 3. وحدة T (درجة الحرارة) هي الكلفن (K). 4. إذن، وحدة ΔS (وبالتالي الإنتروبيا S) هي جول/كلفن (J/K).

تلميح: تذكر أن الإنتروبيا تُحسب من قسمة الحرارة (جول) على درجة الحرارة (كلفن).

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل