فيديو السؤال: حساب كتلة الوقود اللازمة لغلي الماء | نجوى فيديو السؤال: حساب كتلة الوقود اللازمة لغلي الماء | نجوى

فيديو السؤال: حساب كتلة الوقود اللازمة لغلي الماء الكيمياء

يريد طالب أن يغلي ‪150 mL‬‏ من ماء موجود عند ‪25 °C‬‏. أخذ الطالب بعض الوقود الذي ينتج ‪6.75 kJ‬‏ من الطاقة الحرارية لكل ‪1 g‬‏ من الوقود المحترق. ما كمية الوقود التي يحتاج الطالب إلى حرقها ليصل الماء إلى درجة غليانه؟ قرب إجابتك لأقرب رقم صحيح. افترض أن السعة الحرارية النوعية للماء تظل ثابتة.

٠٤:٤١

نسخة الفيديو النصية

يريد طالب أن يغلي 150 ملليلترًا من ماء موجود عند 25 درجة سلزية. أخذ الطالب بعض الوقود الذي ينتج 6.75 كيلو جول من الطاقة الحرارية لكل جرام واحد من الوقود المحترق. ما كمية الوقود التي يحتاج الطالب إلى حرقها ليصل الماء إلى درجة غليانه؟ قرب إجابتك لأقرب رقم صحيح. افترض أن السعة الحرارية النوعية للماء تظل ثابتة.

ثمة الكثير من المعطيات في هذا السؤال، فدعونا نقسمها. طالب لديه 150 ملليلترًا من الماء عند 25 درجة سلزية. ويريد أن يغلي الماء. الماء يغلي عند 100 درجة سلزية. من ثم، سيكون على الطالب زيادة درجة حرارة الماء بمقدار 75 درجة. لفعل ذلك، يأخذ الطالب وقودًا لإحراقه. نعلم من المعطيات أن مقدار 6.75 كيلو جول من الطاقة الحرارية ينتج لكل جرام واحد من الوقود المحترق. علينا أن نفترض في هذا السؤال أن كل الطاقة الحرارية الناتجة عن الوقود تنتقل إلى الماء، بينما في الواقع ينتقل بعض من هذه الطاقة إلى البيئة المحيطة. باستخدام جميع هذه المعطيات، علينا تحديد كمية الوقود التي نحتاج إلى حرقها لكي يغلي الماء.

للإجابة عن هذا السؤال، علينا أولًا تحديد كمية الطاقة اللازمة لغلي الماء. لذا، علينا استخدام المعادلة ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑚𝑐Δ𝑡‬‏. في هذه المعادلة، تمثل ‪𝑞‬‏ الطاقة بالجول، و‪𝑚‬‏ الكتلة بالجرام، و‪𝑐‬‏ السعة الحرارية النوعية بالجول لكل جرام لكل درجة سلزية. السعة الحرارية النوعية، كما تشير وحدة قياسها، هي كمية الطاقة بالجول اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة ما بمقدار درجة سلزية واحدة. أخيرًا، ‪Δ𝑡‬‏ يمثل التغير في درجة الحرارة بالدرجة السلزية.

لتحديد ‪𝑞‬‏، أي كمية الطاقة اللازمة لغليان الماء، علينا تحديد ‪𝑚‬‏، و‪𝑐‬‏، و‪Δ𝑡‬‏. يعطينا السؤال حجم الماء، وليس كتلته. لكن، يمكننا الاستفادة من حقيقة أن ملليلترًا واحدًا من الماء له كتلة تساوي جرامًا واحدًا. وعليه، فإن 150 ملليلترًا من الماء كتلتها 150 جرامًا.

بعد ذلك، علينا أن نتذكر أن السعة الحرارية النوعية للماء 4.184 جول لكل جرام لكل درجة سلزية. تتغير هذه القيمة قليلًا بزيادة درجة حرارة الماء. لكن، يطلب منا السؤال أن نفترض أنها تظل ثابتة.

أخيرًا، نعلم أن درجة حرارة الماء يجب أن تزيد من 25 درجة سلزية إلى 100 درجة سلزية. هذا يعني أن التغير في درجة الحرارة يساوي 75 درجة سلزية. يمكننا بعد ذلك التعويض بقيم ‪𝑚‬‏، و‪𝑐‬‏، و‪Δ𝑡‬‏ في المعادلة. تلغى وحدتا الجرام والدرجة السلزية، وتتبقى لدينا وحدة الجول. بإجراء العملية الحسابية، نحصل على 47070 جول.

يمكننا أيضًا كتابة هذه القيمة بالكيلو جول من خلال معرفة أن 1000 جول يساوي كيلو جول واحدًا. ويمكننا التحويل من الجول إلى الكيلو جول بالضرب في كيلو جول واحد لكل 1000 جول. تلغى وحدتا الجول، ونحصل على القيمة 47.07 كيلو جول.

بعد أن عرفنا كمية الطاقة اللازمة لغليان الماء، يمكننا تحديد كتلة الوقود اللازمة لتوفير هذه الكمية من الطاقة. نعلم من المعطيات أن كل جرام من الوقود المحترق سيطلق 6.75 كيلو جول من الطاقة الحرارية. إذن، لحساب الكتلة، يمكننا قسمة كمية الطاقة المطلوبة على كمية الطاقة المنبعثة لكل جرام من الوقود. ستحذف وحدتا الكيلو جول، وتتبقى لدينا وحدة الجرام. بإجراء العملية الحسابية، نحصل على 6.973 جرامات.

يطلب منا السؤال تقريب الإجابة لأقرب عدد صحيح. إذن، كمية الوقود التي يحتاج الطالب لحرقها لكي يصل الماء إلى درجة غليانه مقربة لأقرب عدد صحيح هي سبعة جرامات.

حمِّل تطبيق «نجوى كلاسيز»

احضر حصصك، ودردش مع معلمك وزملائك، واطَّلِع على أسئلة متعلقة بفصلك. حمِّل تطبيق «نجوى كلاسيز» اليوم!

التحميل على الكمبيوتر

Windows macOS Intel macOS Apple Silicon

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية