صفحة 171 - كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 18: فسر عندما تسخن ماء في إناء تلاحظ أن سطح الماء يسخن بسرعة رغم أن مصدر الحرارة يوجد تحت الإناء.

الإجابة: الماء الساخن أقل كثافة فيرتفع للأعلى، والماء البارد أكثر كثافة فيهبط للأسفل، وتستمر هذه الدورة حتى يسخن الماء كله.

خطوات الحل:

1. | الظاهرة | التفسير | |---|---| | تسخين الماء من الأسفل | سطح الماء يسخن بسرعة |
2. **المبدأ:** انتقال الحرارة بالحمل.
3. 1. **الماء الساخن:** عندما يتم تسخين الماء من الأسفل، تتمدد جزيئات الماء القريبة من مصدر الحرارة. 2. **الكثافة:** نتيجة للتمدد، تقل كثافة الماء الساخن. 3. **الارتفاع:** الماء الأقل كثافة يرتفع إلى الأعلى. 4. **الماء البارد:** الماء البارد الموجود في الأعلى يكون أكثر كثافة. 5. **الهبوط:** الماء الأكثر كثافة يهبط إلى الأسفل ليحل محل الماء الساخن الذي ارتفع. 6. **الدورة:** تستمر هذه الدورة من صعود الماء الساخن وهبوط الماء البارد. 7. **التسخين المنتظم:** هذه الدورة تضمن توزيع الحرارة بشكل أسرع وأكثر انتظامًا في جميع أنحاء الإناء، مما يؤدي إلى تسخين سطح الماء بسرعة.
4. > **ملاحظة:** هذه العملية تسمى الحمل الحراري، وهي طريقة فعالة لنقل الحرارة في السوائل والغازات.
5. **الخلاصة:** الماء الساخن ذو الكثافة الأقل يرتفع للأعلى، بينما الماء البارد ذو الكثافة الأعلى يهبط للأسفل، مما يخلق دورة حرارية تسرع من تسخين سطح الماء.

سؤال 19: وضح لماذا تختلف الطبقات المتعددة من الملابس الشتوية؟

الإجابة: لأن الهواء المحبوس بين الطبقات عازل جيد للحرارة.

خطوات الحل:

1. | المعلومة | الأهمية | |---|---| | طبقات الملابس الشتوية | توفير الدفء |
2. **المبدأ:** العزل الحراري.
3. 1. **الهواء المحبوس:** بين طبقات الملابس تتكون جيوب هوائية صغيرة. 2. **عازل حراري:** الهواء مادة عازلة جيدة للحرارة. 3. **تقليل التوصيل:** تعمل هذه الجيوب الهوائية على تقليل انتقال الحرارة من الجسم إلى البيئة الخارجية عن طريق التوصيل. 4. **تقليل الحمل:** كما تقلل من فقدان الحرارة عن طريق الحمل الحراري، حيث تحد من حركة الهواء الساخن بعيدًا عن الجسم. 5. **الحفاظ على الدفء:** بالتالي، تساعد طبقات الملابس المتعددة على الحفاظ على دفء الجسم في الأجواء الباردة.
4. > **تنبيه:** كلما زادت طبقات الملابس وزادت كمية الهواء المحبوس بينها، زادت كفاءة العزل الحراري.
5. **الخلاصة:** وجود طبقات متعددة من الملابس الشتوية يوفر عزلًا حراريًا فعالًا بفضل الهواء المحبوس بينها، مما يقلل من فقدان حرارة الجسم.

سؤال 20: صف عند تشغيل مصباح كهربائي فإن مرور التيار في فتيلة المصباح يجعله يسخن ثم يتوهج. إذا كانت فتيلة المصباح عاملة بغاز، صف كيف تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيلة إلى الهواء المحيط بزجاجة المصباح؟

الإجابة: تنتقل الحرارة بالحمل والإشعاع.

خطوات الحل:

1. | العنصر | الوصف | |---|---| | فتيلة المصباح | تسخن وتتوهج | | الوسط المحيط | الهواء داخل زجاجة المصباح |
2. **المبادئ:** انتقال الحرارة بالحمل والإشعاع.
3. 1. **الحمل الحراري:** - **تسخين الغاز:** عندما تسخن الفتيلة، فإنها تسخن الغاز المحيط بها. - **تغير الكثافة:** الغاز الساخن يصبح أقل كثافة ويرتفع إلى الأعلى. - **دوران الغاز:** الغاز البارد يهبط إلى الأسفل ليحل محل الغاز الساخن، مما يخلق دورة حمل حراري. - **نقل الحرارة:** هذه الدورة تنقل الحرارة من الفتيلة إلى زجاجة المصباح. 2. **الإشعاع الحراري:** - **إشعاع الفتيلة:** الفتيلة المتوهجة تبعث إشعاعًا حراريًا. - **امتصاص الزجاج:** يمتص زجاج المصباح جزءًا من هذا الإشعاع، مما يؤدي إلى تسخينه. - **نقل الحرارة:** ثم ينقل الزجاج الحرارة إلى الهواء المحيط به عن طريق التوصيل والحمل الحراري.
4. > **ملاحظة:** في المصابيح التقليدية، يكون الإشعاع الحراري هو الطريقة الرئيسية لنقل الحرارة من الفتيلة إلى الزجاج.
5. **الخلاصة:** تنتقل الطاقة الحرارية من فتيلة المصباح إلى الهواء المحيط بزجاجة المصباح عن طريق عمليتي الحمل الحراري والإشعاع الحراري.

سؤال 21: صمم تجربة تفحص بعض ألوان الملابس الإشعاع أكثر من غيرها. صمم تجربة تختبر فيها ألوانًا مختلفة بوضعها تحت ضوء الشمس فترة كافية.

الإجابة: الألوان الداكنة تمتص الإشعاع أكثر من الألوان الفاتحة.

خطوات الحل:

1. | الهدف | الأدوات | |---|---| | فحص امتصاص الألوان للإشعاع | قطع قماش بألوان مختلفة، مصدر ضوء (الشمس)، ميزان حرارة |
2. **المبدأ:** امتصاص الإشعاع الحراري يعتمد على لون السطح.
3. 1. **تحضير العينات:** - قص قطع متساوية من القماش بألوان مختلفة (مثل الأبيض، الأسود، الأحمر، الأزرق). 2. **وضع العينات:** - ضع كل قطعة قماش تحت ضوء الشمس المباشر. - تأكد من أن جميع القطع تتعرض لنفس كمية الضوء. 3. **قياس درجة الحرارة:** - استخدم ميزان حرارة لقياس درجة حرارة كل قطعة قماش بعد فترة زمنية محددة (مثلاً، 30 دقيقة). - سجل القراءات في جدول. 4. **تحليل النتائج:** - قارن درجات الحرارة المسجلة لكل لون. - اللون الذي يسجل أعلى درجة حرارة يكون قد امتص إشعاعًا أكثر.
4. **النتائج المتوقعة:** الألوان الداكنة (مثل الأسود) ستمتص إشعاعًا أكثر وتسجل درجة حرارة أعلى من الألوان الفاتحة (مثل الأبيض).
5. > **تنبيه:** يجب التأكد من أن جميع العينات متساوية في السمك والنوع لضمان دقة النتائج.
6. **الخلاصة:** الألوان الداكنة تمتص الإشعاع الحراري بشكل أكبر من الألوان الفاتحة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها بشكل أسرع.

سؤال 22: وضح عند بناء الأسوار تترك فراغات فاصلة بين أجزاء السور. ما الغاية من هذه الفراغات الصغيرة؟

الإجابة: لتسمح بتمدد وتقلص المواد دون أن تتشقق.

خطوات الحل:

1. | الظاهرة | السبب | |---|---| | وجود فراغات في الأسوار | السماح بالتمدد والتقلص |
2. **المبدأ:** التمدد الحراري والتقلص الحراري للمواد.
3. 1. **التمدد الحراري:** - عندما ترتفع درجة حرارة المواد، تتمدد وتزداد في الحجم. 2. **التقلص الحراري:** - عندما تنخفض درجة حرارة المواد، تتقلص وتقل في الحجم. 3. **تأثير على الأسوار:** - إذا لم تكن هناك فراغات في الأسوار، فإن التمدد والتقلص المستمر يمكن أن يسبب ضغطًا على المواد. - هذا الضغط يمكن أن يؤدي إلى تشقق أو تلف السور. 4. **وظيفة الفراغات:** - تسمح الفراغات الصغيرة بين أجزاء السور للمواد بالتمدد والتقلص بحرية. - هذا يمنع تراكم الضغط ويحمي السور من التلف.
4. > **مثال:** في الأيام الحارة، تتمدد المواد المكونة للسور، وتملأ الفراغات جزئيًا. في الأيام الباردة، تتقلص المواد، وتزيد الفراغات.
5. **الخلاصة:** تترك الفراغات في الأسوار للسماح بتمدد وتقلص المواد نتيجة تغيرات درجة الحرارة، مما يمنع التشقق والتلف.

سؤال 23: خريطة مفاهيم انسخ الشكل الذي يعلق بالحمى في السوائل إلى دفترك، ثم أكمله.

الإجابة: السائل الساخن -> يبرد السائل -> السائل البارد -> ينتقل السائل -> طريق الحمل -> يسخن السائل -> السائل الساخن

خطوات الحل:

1. | المرحلة | الوصف | |---|---| | دورة الحمل في السوائل | حركة السوائل نتيجة اختلاف درجة الحرارة والكثافة |
2. **المبدأ:** الحمل الحراري في السوائل.
3. 1. **السائل الساخن:** - يتم تسخين السائل من الأسفل. - ترتفع درجة حرارته. 2. **انخفاض الكثافة:** - يصبح السائل الساخن أقل كثافة. 3. **الارتفاع إلى الأعلى:** - يرتفع السائل الساخن إلى الأعلى. 4. **التبريد:** - يبرد السائل الساخن في الأعلى. 5. **زيادة الكثافة:** - يصبح السائل البارد أكثر كثافة. 6. **الهبوط إلى الأسفل:** - يهبط السائل البارد إلى الأسفل. 7. **التسخين مرة أخرى:** - يتم تسخين السائل البارد في الأسفل مرة أخرى. 8. **الدورة المستمرة:** - تستمر هذه الدورة بشكل متكرر، مما ينقل الحرارة في السائل.
4. **خريطة المفاهيم:** السائل الساخن -> يرتفع -> يبرد -> السائل البارد -> يهبط -> يسخن -> السائل الساخن
5. > **ملاحظة:** هذه الدورة تسمى دورة الحمل الحراري، وهي طريقة فعالة لنقل الحرارة في السوائل والغازات.
6. **الخلاصة:** دورة الحمل في السوائل تتضمن تسخين السائل، ارتفاعه، تبريده، هبوطه، ثم إعادة تسخينه، مما يؤدي إلى نقل الحرارة بشكل مستمر.

سؤال 24: اشرح بعض المخاطر الشتوية تحتوي على حشو من مواد كثيرة الفراغات المملوءة بالهواء. كيف تتغير خصائص العزل للمغطى لو أصبح هذا الحشو مبللاً بالماء؟ اشرح ذلك.

الإجابة: الماء موصل جيد للحرارة، لذا تقل قدرة الحشو على العزل عند ابتلاله بالماء.

خطوات الحل:

1. | الخاصية | الوصف | |---|---| | العزل الحراري | تقليل انتقال الحرارة |
2. **المبدأ:** تأثير الماء على العزل الحراري.
3. 1. **الحشو الجاف:** - المواد ذات الفراغات المملوءة بالهواء (مثل الصوف أو الريش) تعتبر عوازل حرارية جيدة. - الهواء المحبوس في الفراغات يقلل من انتقال الحرارة بالتوصيل والحمل. 2. **الحشو المبلل:** - عندما يصبح الحشو مبللاً بالماء، يحل الماء محل الهواء في الفراغات. - الماء موصل جيد للحرارة. 3. **تأثير الماء:** - يزيد الماء من انتقال الحرارة بالتوصيل. - يقلل من قدرة الحشو على العزل الحراري. 4. **فقدان الدفء:** - يؤدي ذلك إلى فقدان الجسم للحرارة بشكل أسرع. - يزيد من خطر الإصابة بالبرد أو انخفاض حرارة الجسم (Hypothermia).
4. > **تنبيه:** الملابس المبللة تفقد قدرتها على العزل الحراري بشكل كبير، مما يزيد من خطر الإصابة بالأمراض في الأجواء الباردة.
5. **الخلاصة:** عندما يصبح الحشو مبللاً بالماء، تقل قدرته على العزل الحراري لأن الماء موصل جيد للحرارة، مما يزيد من فقدان الجسم للحرارة.

سؤال 25: قارن كاسان مملوءان بالماء، فما درجة الحرارة نفسها، ثم إفراغها في حوض واحد، وبعد امتزاجها لم تتغير درجة حرارة الماء. قارن بين الطاقة الحرارية للمياه في الحوض والطاقة الحرارية للمياه في كل من الكأسين.

الإجابة: الطاقة الحرارية في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.

خطوات الحل:

1. | الكمية | الوصف | |---|---| | الطاقة الحرارية | كمية الطاقة الكلية لحركة الجزيئات |
2. **المبدأ:** الطاقة الحرارية كمية تعتمد على الكتلة ودرجة الحرارة.
3. 1. **الكأسين:** - لكل كأس كمية معينة من الماء. - لهما نفس درجة الحرارة. - لكل كأس طاقة حرارية معينة. 2. **الحوض:** - يحتوي الحوض على كمية الماء الموجودة في الكأسين معًا. - درجة حرارة الماء في الحوض هي نفسها درجة حرارة الماء في الكأسين. 3. **الطاقة الحرارية:** - الطاقة الحرارية تعتمد على الكتلة ودرجة الحرارة. - بما أن درجة الحرارة ثابتة، فإن الطاقة الحرارية تعتمد على الكتلة. - كتلة الماء في الحوض أكبر من كتلة الماء في أي من الكأسين. 4. **المقارنة:** - الطاقة الحرارية في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.
4. **العلاقة الرياضية:** $Q = mc\Delta T$ حيث: - $Q$ هي الطاقة الحرارية. - $m$ هي الكتلة. - $c$ هي الحرارة النوعية. - $\Delta T$ هو التغير في درجة الحرارة.
5. > **ملاحظة:** بما أن درجة الحرارة ثابتة، فإن الزيادة في الكتلة تؤدي إلى زيادة في الطاقة الحرارية.
6. **الخلاصة:** الطاقة الحرارية للماء في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية للماء في كل كأس على حدة، وذلك بسبب زيادة الكتلة مع ثبات درجة الحرارة.

سؤال 26: صمم تأمل تصميم مقياس حرارة مختلف، بحيث تتضمن الكحولي والزئبقي والمعدني ذا المؤشر. لاحظ الخاصية الفيزيائية التي يقوم عليها مبدأ عمل كل من هذه المقاييس، وكيفية تصميمها. ثم صمم مقياسًا خاصًا بك، وضح له تدريجًا مناسبًا.

الإجابة: الكحول والزئبق يتمددان بالحرارة، والمعدن يتمدد بالحرارة. تصميم مقياس حرارة يعتمد على تمدد المواد بالحرارة.

خطوات الحل:

1. | نوع المقياس | الخاصية الفيزيائية | التصميم | |---|---|---| | الكحولي/الزئبقي | التمدد الحراري للسوائل | أنبوب زجاجي رفيع مملوء بسائل يتمدد بالحرارة | | المعدني | التمدد الحراري للمعادن | شريط ثنائي المعدن ينحني عند تغير درجة الحرارة |
2. **المبدأ:** استخدام التمدد الحراري للمواد لقياس درجة الحرارة.
3. 1. **مقياس حرارة يعتمد على تمدد الهواء:** - **المكونات:** - وعاء زجاجي محكم الإغلاق يحتوي على كمية محددة من الهواء. - أنبوب رفيع متصل بالوعاء الزجاجي. - سائل ملون في الأنبوب (مثل الماء الملون). - **طريقة العمل:** - عندما ترتفع درجة الحرارة، يتمدد الهواء داخل الوعاء الزجاجي. - هذا التمدد يدفع السائل الملون في الأنبوب إلى الأعلى. - يمكن معايرة الأنبوب ليعرض درجة الحرارة بناءً على ارتفاع السائل. 2. **التدريج:** - **نقطة الصفر:** ضع المقياس في ماء مثلج وسجل ارتفاع السائل في الأنبوب كصفر درجة. - **نقطة الغليان:** ضع المقياس في ماء يغلي وسجل ارتفاع السائل في الأنبوب كنقطة الغليان (100 درجة مئوية). - **التقسيم:** قسم المسافة بين نقطة الصفر ونقطة الغليان إلى 100 جزء متساوٍ، كل جزء يمثل درجة مئوية واحدة.
4. > **ملاحظة:** يجب أن يكون الوعاء الزجاجي محكم الإغلاق لمنع تسرب الهواء وضمان دقة القياس.
5. **الخلاصة:** يمكن تصميم مقياس حرارة يعتمد على تمدد الهواء، مع تدريج مناسب لتحديد درجة الحرارة بناءً على ارتفاع السائل في الأنبوب.

سؤال 27: ترتيب درجات الحرارة رتب درجات الحرارة التالية من الأبرد إلى الأسخن: ٨٠ س، ٢٠٠ ك، ٥٠ ف.

الإجابة: ٥٠ ف، ٢٠٠ ك، ٨٠ س

خطوات الحل:

1. | الوحدة | التحويل إلى سيليزيوس | |---|---| | فهرنهايت | $C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$ | | كلفن | $C = K - 273.15$ |
2. **المبدأ:** تحويل جميع الدرجات إلى وحدة قياس واحدة (سيليزيوس) للمقارنة.
3. 1. **تحويل 50 فهرنهايت إلى سيليزيوس:** $C = (50 - 32) \times \frac{5}{9} = 18 \times \frac{5}{9} = 10$ درجة سيليزيوس. 2. **تحويل 200 كلفن إلى سيليزيوس:** $C = 200 - 273.15 = -73.15$ درجة سيليزيوس. 3. **القيم بالسيليزيوس:** - 80 درجة سيليزيوس. - -73.15 درجة سيليزيوس. - 10 درجة سيليزيوس. 4. **الترتيب من الأبرد إلى الأسخن:** - -73.15 درجة سيليزيوس (200 كلفن). - 10 درجة سيليزيوس (50 فهرنهايت). - 80 درجة سيليزيوس.
4. > **تنبيه:** يجب تحويل جميع الدرجات إلى نفس الوحدة قبل المقارنة لضمان دقة الترتيب.
5. **الخلاصة:** الترتيب من الأبرد إلى الأسخن هو: 200 كلفن، 50 فهرنهايت، 80 سيليزيوس.

سؤال 28: تفسير درجة الحرارة إذا كانت درجة الحرارة العظمى في أحد الأيام هي ٨٨ ف، ودرجة الحرارة الصغرى ليلاً هي ٦١ ف، فما الفرق بين الدرجتين بالسيليسيوس؟

الإجابة: الفرق = ٨٨ - ٦١ = ٢٧ ف. الفرق بالسيليسيوس = ٢٧ × ٥/٩ = ١٥ س.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |---|---| | درجة الحرارة العظمى: 88 فهرنهايت | الفرق بين الدرجتين بالسيليزيوس | | درجة الحرارة الصغرى: 61 فهرنهايت | |
2. **المبدأ:** حساب الفرق بين درجتي الحرارة ثم تحويله إلى سيليزيوس.
3. 1. **حساب الفرق بالفهرنهايت:** الفرق = درجة الحرارة العظمى - درجة الحرارة الصغرى الفرق = 88 - 61 = 27 فهرنهايت. 2. **تحويل الفرق من فهرنهايت إلى سيليزيوس:** $\Delta C = \Delta F \times \frac{5}{9}$ $\Delta C = 27 \times \frac{5}{9} = 15$ درجة سيليزيوس.
4. > **ملاحظة:** يمكن تحويل كل درجة حرارة على حدة إلى سيليزيوس ثم حساب الفرق، ولكن هذه الطريقة أطول.
5. **الخلاصة:** الفرق بين درجتي الحرارة بالسيليزيوس هو 15 درجة سيليزيوس.

سؤال 29: درجة الحرارة العالية إذا كان متوسط درجة الحرارة على سطح الأرض ٦٧ ف، فكم تكون بالسيليسيوس؟

الإجابة: س = (٦٧ - ٣٢) × ٥/٩ = ٣٥ × ٥/٩ = ١٩,٤ س.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |---|---| | متوسط درجة الحرارة: 67 فهرنهايت | درجة الحرارة بالسيليزيوس |
2. **المبدأ:** تحويل درجة الحرارة من فهرنهايت إلى سيليزيوس.
3. 1. **قانون التحويل:** $C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$ حيث: - $C$ هي درجة الحرارة بالسيليزيوس. - $F$ هي درجة الحرارة بالفهرنهايت. 2. **تطبيق القانون:** $C = (67 - 32) \times \frac{5}{9} = 35 \times \frac{5}{9} = 19.44$ درجة سيليزيوس.
4. > **ملاحظة:** يمكن تقريب الناتج إلى أقرب رقم عشري واحد.
5. **الخلاصة:** متوسط درجة الحرارة على سطح الأرض بالسيليزيوس هو 19.4 درجة سيليزيوس.

سؤال 30: حرارة جسم الإنسان قاس الطبيب درجة حرارة المريض فكانت ٣٨,٤ س. أوجد ما يعادلها بالفهرنهايت.

الإجابة: ف = (٣٨,٤ × ٩/٥) + ٣٢ = ٦٩,١٢ + ٣٢ = ١٠١,١٢ ف.

خطوات الحل:

1. | المعطيات | المطلوب | |---|---| | درجة حرارة المريض: 38.4 سيليزيوس | درجة الحرارة بالفهرنهايت |
2. **المبدأ:** تحويل درجة الحرارة من سيليزيوس إلى فهرنهايت.
3. 1. **قانون التحويل:** $F = (C \times \frac{9}{5}) + 32$ حيث: - $F$ هي درجة الحرارة بالفهرنهايت. - $C$ هي درجة الحرارة بالسيليزيوس. 2. **تطبيق القانون:** $F = (38.4 \times \frac{9}{5}) + 32 = 69.12 + 32 = 101.12$ درجة فهرنهايت.
4. > **ملاحظة:** يمكن تقريب الناتج إلى أقرب رقم عشري واحد.
5. **الخلاصة:** درجة حرارة المريض بالفهرنهايت هي 101.12 درجة فهرنهايت.

إذا كانت درجة الحرارة العظمى في أحد الأيام هي ٨٨°ف، ودرجة الحرارة الصغرى ليلاً ٦١°ف، فما الفرق بين الدرجتين بالسيلسيوس؟

• أ) ٤٨,٦°س
• ب) ١٥°س
• ج) ٢٧°س
• د) ٢٠°س

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ١٥°س

الشرح: ١. نحسب الفرق بين الدرجتين بالفهرنهايت: ٨٨ - ٦١ = ٢٧°ف. ٢. نحول الفرق من فهرنهايت إلى سيليسيوس باستخدام العلاقة: ΔC = ΔF × ٥/٩. ٣. الفرق = ٢٧ × ٥/٩ = ١٥°س.

تلميح: احسب الفرق بالفهرنهايت أولاً، ثم حول الفرق إلى سيليسيوس.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

إذا كان متوسط درجة الحرارة على سطح الأرض ٢٨٦ ك، فكم تكون بالسيلسيوس؟

• أ) ٥٥٩,١٥°س
• ب) ١٣°س
• ج) ٤٨,٢°س
• د) ١٢,٨٥°س

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: ١٢,٨٥°س

الشرح: ١. قانون التحويل من كلفن إلى سيليسيوس هو: C = K - ٢٧٣,١٥. ٢. بتطبيق القانون: C = ٢٨٦ - ٢٧٣,١٥ = ١٢,٨٥°س.

تلميح: تذكر العلاقة بين درجة الحرارة بالكلفن والسيليسيوس.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

قارن كأسان مملوءتان بالماء، لهما درجة الحرارة نفسها، ثم إفراغهما في حوض واحد، وبعد امتزاجهما لم تتغير درجة حرارة الماء. قارن بين الطاقة الحرارية للماء في الحوض والطاقة الحرارية للماء في كل من الكأسين.

• أ) الطاقة الحرارية في الحوض أقل من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.
• ب) الطاقة الحرارية في الحوض تساوي الطاقة الحرارية في أحد الكأسين فقط.
• ج) الطاقة الحرارية في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.
• د) لا توجد طاقة حرارية في الحوض بسبب امتزاج الماء.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الطاقة الحرارية في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.

الشرح: 1. الطاقة الحرارية الكلية للمادة تعتمد على كتلتها وحرارتها النوعية ودرجة حرارتها. 2. بما أن درجة حرارة الماء لم تتغير بعد المزج، فإن العامل المحدد للطاقة الحرارية هو الكتلة. 3. كتلة الماء في الحوض تساوي مجموع كتلتي الماء في الكأسين، وبالتالي فهي أكبر من كتلة الماء في أي كأس منفرد. 4. لذلك، تكون الطاقة الحرارية في الحوض أكبر من الطاقة الحرارية في كل كأس على حدة.

تلميح: تذكر أن الطاقة الحرارية الكلية تعتمد على كتلة المادة ودرجة حرارتها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

فسر عندما تسخن ماء في إناء تلاحظ أن سطح الماء يسخن بسرعة رغم أن مصدر الحرارة يوجد تحت الإناء.

• أ) بسبب انتقال الحرارة بالإشعاع من جوانب الإناء إلى السطح.
• ب) بسبب انتقال الحرارة بالتوصيل السريع عبر جزيئات الماء من الأسفل للأعلى.
• ج) بسبب انتقال الحرارة بالحمل، حيث يرتفع الماء الساخن الأقل كثافة ويهبط الماء البارد الأكثر كثافة.
• د) لأن جزيئات الماء الساخن تتبخر وتتكثف على السطح مما يرفع حرارته.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: بسبب انتقال الحرارة بالحمل، حيث يرتفع الماء الساخن الأقل كثافة ويهبط الماء البارد الأكثر كثافة.

الشرح: 1. عند تسخين الماء من الأسفل، تتمدد جزيئات الماء القريبة من مصدر الحرارة وتقل كثافتها. 2. يرتفع الماء الساخن الأقل كثافة إلى الأعلى، ليحل محله الماء البارد الأكثر كثافة. 3. يهبط الماء البارد إلى الأسفل ويتعرض للتسخين، وتستمر هذه الدورة. 4. هذه العملية تسمى الحمل الحراري، وتوزع الحرارة في الإناء بسرعة، مما يؤدي إلى تسخين السطح.

تلميح: فكر في حركة جزيئات الماء واختلاف الكثافة عند التسخين.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

قاس الطبيب درجة حرارة المريض فكانت ٣٨,٤°س. أوجد ما يعادلها بالفهرنهايت.

• أ) ٥٣,٣٣°ف
• ب) ١٠١,١٢°ف
• ج) ٦٩,١٢°ف
• د) ٣٧,١٢°ف

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ١٠١,١٢°ف

الشرح: ١. قانون التحويل من سيليسيوس إلى فهرنهايت هو: F = (C × ٩/٥) + ٣٢. ٢. بتطبيق القانون: F = (٣٨,٤ × ٩/٥) + ٣٢ = (٣٨,٤ × ١,٨) + ٣٢ = ٦٩,١٢ + ٣٢ = ١٠١,١٢°ف.

تلميح: تذكر قانون التحويل من سيليسيوس إلى فهرنهايت.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

وضح لماذا تدفئنا الطبقات المتعددة من الملابس شتاء؟

• أ) لأن كل طبقة تولد حرارة خاصة بها عند الاحتكاك بالجسم.
• ب) لأن الهواء المحبوس بين الطبقات يعمل كعازل جيد للحرارة.
• ج) لأن الألوان المختلفة للملابس تمتص المزيد من أشعة الشمس.
• د) لأن الطبقات المتعددة تزيد من ضغط الهواء حول الجسم مما يمنعه من فقدان الحرارة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن الهواء المحبوس بين الطبقات يعمل كعازل جيد للحرارة.

الشرح: 1. تتكون جيوب هوائية صغيرة بين الطبقات المتعددة من الملابس. 2. الهواء مادة عازلة جيدة للحرارة. 3. تعمل هذه الجيوب الهوائية على تقليل انتقال الحرارة من الجسم الدافئ إلى البيئة الباردة عن طريق التوصيل والحمل. 4. هذا يساعد على الاحتفاظ بحرارة الجسم ويشعرنا بالدفء.

تلميح: فكر في خصائص الهواء المحبوس كمادة عازلة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: سهل

صف عند تشغيل مصباح كهربائي فإن مرور التيار في فتيلة المصباح يجعله يسخن ثم يتوهج. إذا كانت فتيلة المصباح محاطة بغاز. صف كيف تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيلة إلى الهواء المحيط بزجاجة المصباح؟

• أ) فقط عن طريق التوصيل الحراري المباشر من الفتيلة إلى الزجاج.
• ب) فقط عن طريق الإشعاع الحراري، حيث لا يوجد وسط مادي للحمل.
• ج) تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيلة إلى الغاز المحيط بزجاجة المصباح عن طريق الحمل والإشعاع الحراري.
• د) عن طريق الحمل الحراري فقط، حيث لا يمكن للفتيلة أن تشع حرارة داخل الغاز.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تنتقل الطاقة الحرارية من الفتيلة إلى الغاز المحيط بزجاجة المصباح عن طريق الحمل والإشعاع الحراري.

الشرح: 1. الحمل الحراري: تسخن الفتيلة الغاز المحيط بها، فيصبح الغاز الساخن أقل كثافة ويرتفع. 2. يهبط الغاز البارد ليحل محله، مكونًا دورة حمل حراري تنقل الحرارة إلى زجاجة المصباح. 3. الإشعاع الحراري: تبعث الفتيلة المتوهجة إشعاعًا حراريًا (ضوء وحرارة). 4. يمتص زجاج المصباح جزءًا من هذا الإشعاع، مما يؤدي إلى تسخينه ومن ثم نقل الحرارة.

تلميح: فكر في آليات انتقال الحرارة في الغازات ومن الأجسام المتوهجة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

وضح عند بناء الأسوار تترك فراغات فاصلة بين أجزاء السور. ما الغاية من هذه الفراغات الصغيرة؟

• أ) لزيادة التهوية داخل السور ومنع تراكم الرطوبة.
• ب) لتسهيل عملية البناء وتقليل كمية المواد المستخدمة.
• ج) لتسمح بتمدد وتقلص المواد بفعل تغيرات درجة الحرارة دون أن تتشقق أو تتلف.
• د) لإضفاء لمسة جمالية على تصميم السور وجعله أقل مللاً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لتسمح بتمدد وتقلص المواد بفعل تغيرات درجة الحرارة دون أن تتشقق أو تتلف.

الشرح: 1. تتعرض مواد البناء (كالخرسانة والطوب) لتغيرات مستمرة في درجات الحرارة. 2. عند ارتفاع درجة الحرارة، تتمدد المواد وتزداد في الحجم (تمدد حراري). 3. عند انخفاض درجة الحرارة، تتقلص المواد وتقل في الحجم (تقلص حراري). 4. تسمح الفراغات الفاصلة للمواد بالتمدد والتقلص بحرية، مما يمنع تراكم الضغوط التي قد تسبب تشقق أو تلف السور.

تلميح: فكر في تأثير تغيرات درجة الحرارة على حجم المواد.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: سهل

اشرح بعض المعاطف الشتوية تحتوي على حشو من مواد كثيرة الفراغات المملوءة بالهواء. كيف تتغير خصائص العزل للمعطف لو أصبح هذا الحشو مبللاً بالماء؟ اشرح ذلك.

• أ) تزداد قدرة الحشو على العزل لأن الماء يحتفظ بالحرارة لفترة أطول.
• ب) تبقى قدرة الحشو على العزل كما هي، فالماء والهواء كلاهما عازل.
• ج) تقل قدرة الحشو على العزل لأن الماء موصل جيد للحرارة.
• د) تزداد قدرة الحشو على العزل لأن الماء يملأ الفراغات.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تقل قدرة الحشو على العزل لأن الماء موصل جيد للحرارة.

الشرح: ١. الحشو الجاف يحتوي على هواء محبوس، وهو عازل جيد للحرارة. ٢. عند ابتلال الحشو، يحل الماء محل الهواء في الفراغات. ٣. الماء موصل جيد للحرارة. ٤. نتيجة لذلك، تزداد قدرة الحشو على نقل الحرارة وتقل قدرته العازلة.

تلميح: تذكر خصائص الماء والهواء كموصلات للحرارة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ترتيب درجات الحرارة، رتب درجات الحرارة التالية من الأبرد إلى الأسخن: ٨٠°س، ٤٠٠ ك، ٥٠°ف.

• أ) ٤٠٠ ك، ٨٠°س، ٥٠°ف
• ب) ٥٠°ف، ٤٠٠ ك، ٨٠°س
• ج) ٨٠°س، ٥٠°ف، ٤٠٠ ك
• د) ٥٠°ف، ٨٠°س، ٤٠٠ ك

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: ٥٠°ف، ٨٠°س، ٤٠٠ ك

الشرح: ١. نحول ٥٠°ف إلى سيليسيوس: (٥٠ - ٣٢) × ٥/٩ = ١٨ × ٥/٩ = ١٠°س. ٢. نحول ٤٠٠ ك إلى سيليسيوس: ٤٠٠ - ٢٧٣,١٥ = ١٢٦,٨٥°س. ٣. القيم بالسيليسيوس هي: ١٠°س، ٨٠°س، ١٢٦,٨٥°س. ٤. الترتيب من الأبرد إلى الأسخن: ١٠°س (٥٠°ف)، ٨٠°س، ١٢٦,٨٥°س (٤٠٠ ك).

تلميح: قم بتحويل جميع درجات الحرارة إلى وحدة واحدة (مثل السيليسيوس) قبل المقارنة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

حرارة جسم الإنسان قاس الطبيب درجة حرارة المريض فكانت ٤،٣٨°س. أوجد ما يعادلها بالفهرنهايت.

• أ) 39.88 °ف
• ب) 36.38 °ف
• ج) 7.88 °ف
• د) 15.34 °ف

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: 39.88 °ف

الشرح: 1. استخدم قانون التحويل من السيليزيوس إلى الفهرنهايت: F = (C × 9/5) + 32. 2. عوض بقيمة درجة الحرارة المعطاة: F = (4.38 × 9/5) + 32. 3. قم بعملية الضرب: 4.38 × 1.8 = 7.884. 4. أضف 32 للناتج: 7.884 + 32 = 39.884. 5. الناتج بعد التقريب إلى منزلتين عشريتين هو 39.88 °ف.

تلميح: تذكر أن لتحويل درجة الحرارة من السيليزيوس إلى الفهرنهايت، يتم ضرب القيمة في 9/5 (أو 1.8) ثم إضافة 32 للناتج.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

رتب درجات الحرارة التالية من الأبرد إلى الأسخن: ٨٠°س، ٤٠٠ ك، ٥٠°ف.

• أ) ٨٠°س، ٥٠°ف، ٤٠٠ ك
• ب) ٥٠°ف، ٨٠°س، ٤٠٠ ك
• ج) ٤٠٠ ك، ٨٠°س، ٥٠°ف
• د) ٥٠°ف، ٤٠٠ ك، ٨٠°س

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ٥٠°ف، ٨٠°س، ٤٠٠ ك

الشرح: ١. تحويل ٤٠٠ ك إلى سيليزيوس: $C = 400 - 273.15 = 126.85°س$ ٢. تحويل ٥٠°ف إلى سيليزيوس: $C = (50 - 32) \times \frac{5}{9} = 18 \times \frac{5}{9} = 10°س$ ٣. القيم بالسيليزيوس هي: ٨٠°س، ١٢٦.٨٥°س، ١٠°س. ٤. الترتيب من الأبرد إلى الأسخن: ١٠°س (٥٠°ف)، ٨٠°س (٨٠°س)، ١٢٦.٨٥°س (٤٠٠ ك). ٥. الإجابة النهائية بالوحدات الأصلية: ٥٠°ف، ٨٠°س، ٤٠٠ ك.

تلميح: حوّل جميع درجات الحرارة إلى وحدة قياس واحدة (السيليزيوس) قبل الترتيب. تذكر أن $C = K - 273.15$ و $C = (F - 32) \times \frac{5}{9}$.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

قاس الطبيب درجة حرارة المريض فكانت ٤،٣٨°س. أوجد ما يعادلها بالفهرنهايت.

• أ) ٣٦.٤°ف
• ب) ٣٩.٩°ف
• ج) ٣٤.٤°ف
• د) -٢٤.١°ف

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ٣٩.٩°ف

الشرح: ١. قانون التحويل من سيليزيوس إلى فهرنهايت هو: $F = (C \times \frac{9}{5}) + 32$ ٢. بتطبيق القانون: $F = (4.38 \times \frac{9}{5}) + 32$ ٣. $F = (4.38 \times 1.8) + 32 = 7.884 + 32 = 39.884°ف$ ٤. بتقريب الناتج إلى أقرب رقم عشري واحد: ٣٩.٩°ف.

تلميح: تذكر صيغة التحويل من سيليزيوس إلى فهرنهايت: $F = (C \times \frac{9}{5}) + 32$.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل