الجزء الأول - كتاب العلوم - الصف 8 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: استخدم الجدول أدناه للإجابة عن السؤالين ١ و ٢. سرعة الصوت في مواد مختلفة. المادة: الماء (٢٥ س)، الزجاج، الفولاذ، الماء (٧٥ س)، ماء البحر (٢٥ س). القراءة: ٣٤٣، ٥٤٠، ٥٩٤، ١٤٩٣، ١٥٣٣. ١. بين الجدول السابق سرعة الصوت في مواد مختلفة. ما المسافة التي يقطعها الصوت في الهواء خلال ٢,٣٨ ث، إذا كانت درجة حرارة الهواء ٢٠ س؟ أ. ١٤٤ م ب. ٣٤٣ م ج. ٨١٦ م د. ٧١٤ م

الإجابة: ج. ٨١٦ م

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطى | الرمز | القيمة | الوحدة | |--------|------|--------|--------| | الزمن | t | 2.38 | ثانية (s) | | درجة حرارة الهواء | T | 20 | درجة سلسيوس (°C) | | **المطلوب** | **المسافة** | **د** | **متر (m)** |
2. **الخطوة 2: القانون أو المبدأ المستخدم** - سرعة الصوت في الهواء عند درجة حرارة 20°C هي **343 م/ث** (وهي قيمة ثابتة معروفة، ويمكن استنتاجها من الجدول المرافق إذا فُسر أن أول قيمة (343) تعود للهواء). - قانون حساب المسافة: $d = v \times t$
3. **الخطوة 3: خطوات الحل التفصيلية** 1. نحدد سرعة الصوت في الهواء عند 20°C: $v = 343 \, \text{m/s}$. 2. نطبق قانون المسافة: $d = v \times t = 343 \times 2.38$. 3. نحسب الناتج: $343 \times 2.38 = 816.34 \, \text{m}$. 4. نقرب الناتج إلى أقرب عدد صحيح: **816 م**.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** المسافة التي يقطعها الصوت في الهواء خلال 2.38 ثانية عند درجة حرارة 20°C هي **816 متراً** تقريباً.

سؤال 2: ٢. إذا انتقل الصوت مسافة ٨١٦ م في مادة خلال ١,٤ ث. فما هذه المادة؟ أ. هواء ٢٠ س ب. زجاج ج. ماء ٢٥ س د. ماء البحر ٢٥ س

الإجابة: د. ماء البحر (25 س)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطى | الرمز | القيمة | الوحدة | |--------|------|--------|--------| | المسافة | d | 816 | متر (m) | | الزمن | t | 1.4 | ثانية (s) | | **المطلوب** | **المادة** (التي تطابق سرعة الصوت فيها) | | |
2. **الخطوة 2: القانون أو المبدأ المستخدم** - قانون حساب السرعة: $v = \frac{d}{t}$ - مقارنة السرعة المحسوبة مع قيم سرعة الصوت في المواد الواردة في الجدول: | المادة | سرعة الصوت (م/ث) | |--------|-------------------| | الهواء (20°C) | 343 | | الزجاج | 540 | | الفولاذ | 594 | | الماء (25°C) | 1493 | | ماء البحر (25°C) | 1533 |
3. **الخطوة 3: خطوات الحل التفصيلية** 1. نحسب سرعة الصوت في المادة المجهولة: $v = \frac{d}{t} = \frac{816}{1.4} \approx 582.86 \, \text{m/s}$. 2. نقرب السرعة إلى أقرب عدد صحيح: **583 م/ث**. 3. نقارن هذه السرعة مع القيم في الجدول: - 583 م/ث أقرب إلى سرعة الصوت في **الفولاذ (594 م/ث)**، لكن الفولاذ ليس ضمن الخيارات. - من بين الخيارات المتاحة، القيمة الأقرب هي **الزجاج (540 م/ث)**، لكن الفرق واضح. > **ملاحظة:** حسب الإجابة المعطاة، يبدو أن هناك افتراضاً بأن السرعة المحسوبة (583 م/ث) تمثل تقريباً لسرعة الصوت في ماء البحر (1533 م/ث)، لكن هذا غير منطقي رياضياً. ربما يكون هناك خطأ في رقم الزمن (1.4 ث) في نص السؤال، أو أن المقصود هو مادة أخرى.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** بالمقارنة مع الجدول والاستناد إلى الإجابة المعطاة، المادة التي قد يكون الصوت انتقل خلالها هي **ماء البحر عند درجة حرارة 25°C**.

سؤال 3: ٣. درجة حرارة الماء في الكامين الزجاجيتين الموضحتين في الصورة السابقة هما: ٣٠ س، وصفر س. أي الجمل التالية صحيحة فيما يتعلق بالكامين الزجاجيتين؟ أ. للماء البارد أعلى متوسط طاقة حركية. ب. للماء الساخن أقل طاقة حرارية. ج. سرعة جزيئات الماء البارد أكبر. د. لجزيئات الماء الساخن طاقة حركة أكبر.

الإجابة: د. لجزيئات الماء الساخن طاقة حركة أكبر

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطى | القيمة | |--------|--------| | درجة حرارة الكأس الأولى | 30°C | | درجة حرارة الكأس الثانية | 0°C | | **المطلوب** | تحديد الجملة الصحيحة حول متوسط الطاقة الحركية والطاقة الحرارية وسرعة الجزيئات. |
2. **الخطوة 2: القانون أو المبدأ المستخدم** - **درجة الحرارة** مقياس لمتوسط **الطاقة الحركية** لجزيئات المادة. - كلما زادت درجة الحرارة، زاد متوسط الطاقة الحركية للجزيئات، وبالتالي تزداد سرعتها. - **الطاقة الحرارية** تعتمد على كتلة المادة ودرجة حرارتها ونوعها.
3. **الخطوة 3: تحليل الخيارات** 1. **أ. للماء البارد أعلى متوسط طاقة حركية.** - خطأ، لأن الماء البارد (0°C) درجة حرارته أقل، وبالتالي متوسط طاقته الحركية أقل. 2. **ب. للماء الساخن أقل طاقة حرارية.** - خطأ، لأن الماء الساخن (30°C) له طاقة حرارية أعلى من الماء البارد (إذا كانت الكتلة متساوية). 3. **ج. سرعة جزيئات الماء البارد أكبر.** - خطأ، لأن الجزيئات في الماء الساخن تتحرك بسرعة أكبر في المتوسط. 4. **د. لجزيئات الماء الساخن طاقة حركة أكبر.** - صحيح، لأن درجة الحرارة الأعلى تعني متوسط طاقة حركية أكبر للجزيئات.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** الجملة الصحيحة هي: **لجزيئات الماء الساخن (عند 30°C) طاقة حركة أكبر من جزيئات الماء البارد (عند 0°C)**.

سؤال 4: ٤. الفرق بين درجتي حرارة الماء في الكامين الزجاجيتين ٣٠ س. ما الفرق بين درجتي حرارتها بوحدة الكلفن؟ أ. ٣٠ ك ب. ٨٦ ك ج. ٢٥٣ ك د. ٣٠٣ ك

الإجابة: أ. ٣٠ ك

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطى | القيمة | الوحدة | |--------|--------|--------| | الفرق في درجة الحرارة بين الكأسين | 30 | درجة سلسيوس (°C) | | **المطلوب** | الفرق بين درجتي الحرارة بوحدة الكلفن (K) | |
2. **الخطوة 2: القانون أو المبدأ المستخدم** - العلاقة بين وحدتي السلسيوس والكلفن: $T_{(K)} = T_{(°C)} + 273.15$ - **الفرق في درجة الحرارة** يكون متساوياً في كل من السلسيوس والكلفن، لأن التحويل بينهما هو إزاحة ثابتة (273.15) لا تؤثر على الفرق.
3. **الخطوة 3: خطوات الحل التفصيلية** 1. لنفترض أن درجة حرارة الكأس الساخن = $T_1$ والكأس البارد = $T_2$. 2. الفرق بالسلسيوس: $\Delta T_{(°C)} = T_1 - T_2 = 30 \, °C$. 3. الفرق بالكلفن: $\Delta T_{(K)} = (T_1 + 273.15) - (T_2 + 273.15) = T_1 - T_2 = 30 \, K$. 4. نلاحظ أن القيمة العددية للفرق تبقى نفسها.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** الفرق بين درجتي حرارة الماء في الكأسين بوحدة الكلفن هو **30 كلفن**.

سؤال 5: ٥. أي مما يلي يصف الثلاجة؟ أ. محرك حراري ب. مضخة حرارية ج. ناقل حرارة د. موصل

الإجابة: ب. مضخة حرارية

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: المعطيات والمطلوب** - **المعطى:** جهاز الثلاجة. - **المطلوب:** اختيار الوصف الصحيح لها من بين الخيارات.
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - **المحرك الحراري:** يحول الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي. - **المضخة الحرارية:** تنقل الطاقة الحرارية من مكان بارد إلى مكان ساخن ببذل شغل (مثل الثلاجة أو مكيف الهواء). - **الناقل الحراري:** مادة تنقل الحرارة (كالماء في نظام التبريد). - **الموصل:** مادة تسمح بنقل الطاقة الحرارية أو الكهربائية.
3. **الخطوة 3: تحليل الخيارات** 1. **أ. محرك حراري:** لا، لأن الثلاجة لا تحول الحرارة إلى شغل ميكانيكي، بل تستخدم شغلاً لنقل الحرارة. 2. **ب. مضخة حرارية:** نعم، لأن الثلاجة تنقل الحرارة من الداخل البارد إلى الخارج الساخن باستخدام شغل (ضاغط). 3. **ج. ناقل حرارة:** لا، فالناقل الحراري هو وسيط (مثل غاز الفريون) وليس وصفاً للجهاز ككل. 4. **د. موصل:** لا، فهذا وصف لمادة تسمح بنقل الحرارة، وليس وصفاً لوظيفة الثلاجة.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** الوصف الصحيح للثلاجة هو أنها **مضخة حرارية**.

سؤال 6: ٦. تعمل آلة الاحتراق الداخلي على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة: أ. إشعاعية ب. كيميائية ج. ميكانيكية د. كهربائية

الإجابة: ب. ميكانيكية

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: المعطيات والمطلوب** - **المعطى:** آلة الاحتراق الداخلي. - **المطلوب:** نوع الطاقة التي تتحول إليها الطاقة الحرارية في هذه الآلة.
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - **آلة الاحتراق الداخلي** (مثل محرك السيارة): تحرق الوقود (طاقة كيميائية) لتوليد حرارة عالية، مما يسبب تمدد الغازات ودفع المكابس، وبالتالي تحويل **الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية**.
3. **الخطوة 3: تحليل الخيارات** 1. **أ. إشعاعية:** لا، فهي لا تحول إلى إشعاع بشكل رئيسي. 2. **ب. كيميائية:** لا، فالطاقة الكيميائية هي المدخل وليست المخرج. 3. **ج. ميكانيكية:** نعم، فالحرارة تدفع المكابس وتولد حركة ميكانيكية. 4. **د. كهربائية:** لا، فهي لا تولد كهرباء مباشرة (رغم أن المولد في السيارة يفعل ذلك باستخدام الطاقة الميكانيكية).
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** تعمل آلة الاحتراق الداخلي على تحويل الطاقة الحرارية إلى **طاقة ميكانيكية**.

سؤال 7: ٧. أي العبارات التالية لا تمثل خطوة ضمن مراحل عمل محرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة؟ أ. الضغط ب. العادم ج. القدرة د. الشفط

الإجابة: ج. الحمولة

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: المعطيات والمطلوب** - **المعطى:** مراحل عمل محرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة. - **المطلوب:** تحديد العبارة التي **لا** تمثل خطوة (مرحلة) من هذه المراحل.
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - المراحل الأربعة الرئيسية لمحرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة هي: 1. **شوط السحب (الشفط):** يدخل خليط الوقود والهواء. 2. **شوط الانضغاط (الضغط):** يُضغط الخليط. 3. **شوط الاحتراق (القدرة):** يشتعل الخليط بواسطة شرارة، مما يدفع المكبس. 4. **شوط العادم:** تخرج الغازات المحترقة.
3. **الخطوة 3: تحليل الخيارات** | الخيار | هل يمثل مرحلة؟ | التوضيح | |--------|----------------|----------| | أ. الضغط | نعم | هو شوط الانضغاط. | | ب. العادم | نعم | هو شوط إخراج العادم. | | **ج. القدرة** | **نعم** | **هو شوط الاحتراق (القدرة).** | | د. الشفط | نعم | هو شوط السحب. | > **ملاحظة:** الإجابة الأصلية المعطاة هي "ج. الحمولة"، لكن نص السؤال في القائمة يذكر "ج. القدرة". قد يكون هناك خطأ في النسخ. بناءً على الإجابة الأصلية (الحمولة)، فهي ليست مرحلة معروفة.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** العبارة التي **لا تمثل** خطوة ضمن مراحل عمل المحرك هي **"الحمولة"** (أو "القدرة" إذا كان السؤال مختلفاً في النسخة الأصلية).

سؤال 8: ٨. أثناء صيانة سيارة أحمد، لاحظ الميكانيكي وجود تلف في أحد مكونات محرك الاحتراق الداخلي بحيث يمنع تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق. ما هو العنصر المحتمل تلفه؟ أ. البواجي. ب. صمام الهواء. ج. المكابس. د. المولد.

الإجابة: ب. صمام الهواء

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: المعطيات والمطلوب** - **المعطى:** تلف في أحد مكونات محرك الاحتراق الداخلي يمنع تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق. - **المطلوب:** تحديد العنصر المحتمل تلفه من الخيارات.
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** - مكونات محرك الاحتراق الداخلي الرئيسية ووظائفها: - **البواجي (شمعات الاحتراق):** تولد شرارة لاشتعال الوقود. - **صمامات الهواء (صمام السحب):** تتحكم في دخول الهواء (أو خليط الهواء والوقود) إلى غرفة الاحتراق. - **المكابس:** تضغط الخليط وتتحرك نتيجة الانفجار. - **المولد (الدينامو):** يحول الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية.
3. **الخطوة 3: تحليل الخيارات** 1. **أ. البواجي:** إذا تلفت، لا تحدث شرارة، لكن الهواء قد لا يزال يتدفق. 2. **ب. صمام الهواء:** إذا تلف (مغلق أو مسدود)، فإنه **يمنع تدفق الهواء** إلى غرفة الاحتراق مباشرة. 3. **ج. المكابس:** إذا تلفت، قد تقل الكفاءة لكنها لا تمنع تدفق الهواء بشكل مباشر. 4. **د. المولد:** لا علاقة له بتدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق.
4. **الخطوة 4: الإجابة النهائية** العنصر المحتمل تلفه والذي يمنع تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق هو **صمام الهواء**.

يبين الجدول السابق سرعة الصوت في مواد مختلفة. ما المسافة التي يقطعها الصوت في الهواء خلال ٢, ٣٨ ث، إذا كانت درجة حرارة الهواء ٢٠°س؟

• أ) ١٤٤ م
• ب) ٣٤٣ م
• ج) ٦٨٤ م
• د) ٨١٦ م

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: ٨١٦ م

الشرح: ١. من الجدول، سرعة الصوت في الهواء عند ٢٠°س هي ٣٤٣ م/ث. ٢. الزمن المعطى هو ٢,٣٨ ث. ٣. نطبق قانون المسافة: المسافة = السرعة × الزمن = ٣٤٣ م/ث × ٢,٣٨ ث = ٨١٦,٣٤ م. ٤. بتقريب الناتج لأقرب عدد صحيح، تكون المسافة ٨١٦ م.

تلميح: تذكر أن المسافة تساوي السرعة مضروبة في الزمن (d = v × t). سرعة الصوت في الهواء عند ٢٠°س موجودة في الجدول.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

درجة حرارة الماء في الكأسين الموضحتين في الصورة السابقة هما: ٣٠°س، وصفر°س. أي الجمل التالية صحيحة فيما يتعلق بالكأسين الزجاجيتين؟

• أ) للماء البارد أعلى طاقة حركية.
• ب) للماء الساخن أقل طاقة حركية.
• ج) سرعة جزيئات الماء البارد أكبر.
• د) لجزيئات الماء الساخن طاقة حركية أكبر.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: لجزيئات الماء الساخن طاقة حركية أكبر.

الشرح: ١. درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لجزيئات المادة. ٢. كلما زادت درجة الحرارة، زادت الطاقة الحركية لجزيئات المادة وزادت سرعتها. ٣. الماء الساخن (٣٠°س) له درجة حرارة أعلى من الماء البارد (صفر°س). ٤. لذلك، جزيئات الماء الساخن لديها طاقة حركية أكبر.

تلميح: تذكر العلاقة بين درجة الحرارة والطاقة الحركية للجزيئات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

الفرق بين درجتي حرارة الماء في الكأسين الزجاجيتين ٣٠°س. ما الفرق بين درجتي حرارتهما بوحدة الكلفن؟

• أ) ٣٠ ك
• ب) ٨٦, ٣ ك
• ج) ٢٤٣ ك
• د) ٣٠٣ ك

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: ٣٠ ك

الشرح: ١. الفرق في درجة الحرارة بين مقياسي السلسيوس والكلفن هو ثابت ٢٧٣,١٥. ٢. عند حساب الفرق بين درجتي حرارة، فإن الثابت يُلغى لأننا نطرحه في الحالتين. ٣. لذلك، إذا كان الفرق ٣٠°س، فإنه أيضاً ٣٠ كلفن.

تلميح: تذكر أن الفرق في درجة الحرارة بوحدة السلسيوس هو نفسه بوحدة الكلفن.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي مما يلي يوصف الثلاجة؟

• أ) محرك حراري
• ب) مضخة حرارية
• ج) ناقل حرارة
• د) موصل

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: مضخة حرارية

الشرح: ١. المضخة الحرارية هي جهاز ينقل الطاقة الحرارية من منطقة باردة إلى منطقة أكثر دفئاً، ويحتاج إلى بذل شغل للقيام بذلك. ٢. الثلاجة تعمل على نقل الحرارة من داخلها البارد إلى الهواء الخارجي الأكثر دفئاً، ولذلك توصف بأنها مضخة حرارية.

تلميح: فكر في وظيفة الثلاجة الأساسية وكيف تنقل الحرارة.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

تعمل آلة الاحتراق الداخلي على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة:

• أ) كيميائية
• ب) ميكانيكية
• ج) إشعاعية
• د) كهربائية

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ميكانيكية

الشرح: ١. في آلة الاحتراق الداخلي (مثل محرك السيارة)، يحترق الوقود وينتج عنه طاقة حرارية عالية. ٢. هذه الطاقة الحرارية تتسبب في تمدد الغازات ودفع المكابس. ٣. حركة المكابس هذه تتحول إلى طاقة ميكانيكية تستخدم لتحريك السيارة.

تلميح: فكر في الغرض الرئيسي لمحرك السيارة وما ينتج عنه.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا انتقل الصوت مسافة ٢١٤٦ م في مادة خلال ٤, ١ ث، فما هذه المادة؟

• أ) هواء ٢٠°س
• ب) زجاج
• ج) ماء ٢٥°س
• د) ماء البحر ٢٥°س

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: زجاج

الشرح: 1. نحسب سرعة الصوت في المادة باستخدام القانون: السرعة = المسافة / الزمن. 2. السرعة = 2146 م / 4.1 ث ≈ 523.4 م/ث. 3. بمقارنة هذه السرعة مع قيم سرعة الصوت في المواد المعروفة (من جدول سرعات الصوت)، نجد أن 523.4 م/ث أقرب إلى سرعة الصوت في **الزجاج** (والتي تبلغ حوالي 540 م/ث).

تلميح: استخدم قانون السرعة (المسافة ÷ الزمن) ثم قارن الناتج بقيم سرعات الصوت في المواد المختلفة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

أي العبارات التالية لا تمثل خطوة ضمن مراحل عمل محرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة؟

• أ) الضغط
• ب) العادم
• ج) الخمول
• د) القدرة

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الخمول

الشرح: 1. مراحل عمل محرك الاحتراق الداخلي ذي الأشواط الأربعة هي: شوط السحب (الشفط)، شوط الانضغاط (الضغط)، شوط الاحتراق (القدرة)، وشوط العادم. 2. بناءً عليه، 'الضغط' و'العادم' و'القدرة' هي خطوات أساسية في عمل المحرك. 3. 'الخمول' ليس مرحلة ضمن الأشواط الأربعة لمحرك الاحتراق الداخلي.

تلميح: تذكر المراحل الأربعة الأساسية في عمل محرك الاحتراق الداخلي (السحب، الضغط، القدرة، العادم).

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أثناء صيانة سيارة أحمد، لاحظ ميكانيكي وجود تلف في أحد مكونات محرك الاحتراق الداخلي بحيث يمنع تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق. ما هو العنصر المحتمل تلفه؟

• أ) البواجي
• ب) صمام الهواء
• ج) المكبس
• د) المولد

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: صمام الهواء

الشرح: 1. لمنع تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق، يجب أن يكون المكون المسؤول عن التحكم في هذا التدفق تالفًا. 2. صمام الهواء (صمام السحب) هو المسؤول عن فتح وإغلاق مسار دخول الهواء (أو خليط الوقود والهواء) إلى غرفة الاحتراق. 3. تلفه سيؤدي مباشرة إلى منع أو إعاقة تدفق الهواء. البواجي والمكبس والمولد لها وظائف مختلفة لا تتعلق مباشرة بمنع تدفق الهواء.

تلميح: فكر في دور كل مكون من مكونات المحرك في عملية دخول الهواء.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط