نسخة الفيديو النصية
أي العبارات الآتية تصف القياس الحراري؟ أ: كمية الطاقة الناتجة عن احتراق مادة غذائية. ب: كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من المادة بمقدار 1°C. ج: قياس كمية الطاقة الحرارية المنتقلة من النظام أو إليه أثناء حدوث تغير كيميائي أو فيزيائي. د: كمية الطاقة اللازمة لكسر مول واحد من الروابط. هـ: قياس التغير في عدد درجات الحرية التي يحتوي عليها النظام.
إحدى الطرق الشائعة لقياس تغيرات الطاقة في الكيمياء هي استخدام طريقة تعرف بالقياس الحراري. القياس الحراري هو دراسة انتقال الحرارة أثناء التغيرات الفيزيائية والكيميائية، ويعتمد على استخدام جهاز يعرف باسم المسعر الحراري. المسعر الحراري هو جهاز يقيس كمية الطاقة المنقولة في صورة حرارة نتيجة لتغيرات فيزيائية أو كيميائية. ومن الممكن اعتباره نظامًا قائمًا بذاته أو معزولًا.
هناك إعداد تجريبي شائع للقياس الحراري يتضمن استخدام وعاء تفاعل معزول، وأداة تقليب، وترمومتر. وعادة ما يستخدم كوب من البولي ستايرين، موضوع داخل كأس زجاجية، وله غطاء محكم الغلق باعتباره وعاء معزولًا لإجراء التفاعل. في هذا الإعداد، يحدث تفاعل في خليط التفاعل. وعادة ما تسمى المواد الذائبة المهمة في الكوب بالنظام، ويسمى باقي خليط التفاعل بالوسط المحيط.
في معظم التفاعلات الكيميائية، إما أن تنطلق الطاقة أو تمتص. ينص قانون حفظ الطاقة على أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، بل تتحول فقط من صورة لأخرى. وأثناء التفاعل، تتغير كمية الطاقة في منطقتين، النظام والوسط المحيط. تنتقل الطاقة دائمًا بين النظام والوسط المحيط. لكن يمكن أن يختلف ما نعرفه باعتباره النظام أو الوسط المحيط.
نفترض أنه لا يوجد تبادل حراري بين المسعر الحراري والغرفة. وهذا هو السبب الرئيسي لاستخدام البولي ستايرين العازل والصوف القطني المحيط به. إذا كان التفاعل الذي يحدث في النظام طاردًا للحرارة، فإنه ينقل طاقة إلى الوسط المحيط؛ مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. ويمكن قياس هذا الارتفاع في الحرارة باستخدام الترمومتر.
ومن ثم نلاحظ أن القياس الحراري هو طريقة لقياس تغير الطاقة، وليس كمية الطاقة الفعلية. إذن، خيارات الإجابة أ، ب، د غير صحيحة. درجات الحرية، الواردة في خيار الإجابة هـ، هي مفهوم متقدم يتعلق بالإنثالبي؛ ومن ثم يتبقى لنا خيار الإجابة ج. إذن، أفضل عبارة لوصف القياس الحراري هي ج: قياس كمية الطاقة الحرارية المنتقلة من النظام أو إليه أثناء حدوث تغير كيميائي أو فيزيائي.
