تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: تحديد الصيغة الصحيحة للاستخدام في حساب الحرارة المنتقلة في تجربة قياس حراري الكيمياء

أي المعادلات الآتية يمكن استخدامها مع نتائج إحدى تجارب القياس الحراري لحساب الطاقة الحرارية المنتقلة أثناء أحد التفاعلات الكيميائية؟ (أ) ‪𝑞 = (𝑐 × Δ𝑇)/𝑚‬‏ (ب) ‪𝑞 = (𝑚/𝑐) × Δ𝑇‬‏ (ج) ‪𝑞 = 𝑚 × 𝑐 × Δ𝑇‬‏ (د) ‪𝑞 = (𝑐/𝑚) × Δ𝑇‬‏ (هـ) ‪𝑞 = (𝑚 × 𝑐)/Δ𝑇‬‏

٠٥:٣٦

‏نسخة الفيديو النصية

أي المعادلات الآتية يمكن استخدامها مع نتائج إحدى تجارب القياس الحراري لحساب الطاقة الحرارية المنتقلة أثناء أحد التفاعلات الكيميائية؟ (أ) ‪𝑞‬‏ يساوي ما بين القوسين، وهو ‪𝑐‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏، مقسومًا على ‪𝑚‬‏. (ب) ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑚‬‏ مقسومًا على ‪𝑐‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏. (ج) ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏. (د) ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑐‬‏ مقسومًا على ‪𝑚‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏. (هـ) ‪𝑞‬‏ يساوي ما بين القوسين، وهو ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏، مقسومًا على ‪Δ𝑇‬‏.

القياس الحراري هو دراسة الحرارة المنتقلة أثناء التغيرات الفيزيائية والكيميائية؛ حيث تكون الحرارة هي تدفق الطاقة الحرارية الناتج عن الاختلاف في درجة الحرارة، وتكون درجة الحرارة هي قياس متوسط طاقة الحركة لمادة في نظام ما. ويمكن أن تعبر درجة الحرارة أيضًا عن مدى سخونة إحدى المواد أو برودتها. ولذا، تختلف الحرارة عن درجة الحرارة.

يرمز إلى الطاقة الحرارية بالرمز ‪𝑞‬‏، وتقاس بوحدة الجول، ويرمز إلى درجة الحرارة بالرمز ‪𝑇‬‏، وتقاس بوحدة الدرجة السلزية أو الكلفن. من الأمثلة التي توضح الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة هو تسخين الماء في قدر. يمثل الموقد مصدر الحرارة. تنتقل الطاقة الحرارية إلى الماء الموجود في القدر. وهذا يؤدي إلى زيادة طاقة الحركة، وهو ما يتسبب في غليان الماء. ومن ثم، تحدث زيادة في درجة الحرارة.

يمكن قياس درجة الحرارة باستخدام ترمومتر. يعتمد مدى زيادة درجة الحرارة على السعة الحرارية للمادة؛ حيث تساوي السعة الحرارية النسبة بين مقدار الطاقة الحرارية المنتقلة إلى جسم والزيادة الناتجة عن ذلك في درجة حرارته. ومن ثم، فإن السعة الحرارية، التي يرمز لها بالحرف الكبير ‪𝐶‬‏ تكافئ ‪𝑞‬‏، وهو مقدار الطاقة الحرارية المنتقلة، مقسومًا على ‪Δ𝑇‬‏، وهو التغير في درجة الحرارة. ويعني الرمز ‪Δ‬‏ الفرق أو التغير.

وحدة قياس الطاقة الحرارية هي الجول، ويمكن استخدام الدرجة السلزية أو الكلفن لقياس التغير في درجة الحرارة. إن مقدار درجة سلزية واحدة وكلفن واحد متساو. ومن ثم، يكون التغير في درجة الحرارة المقيس باستخدام كلتا الوحدتين متساويًا. وحدة قياس السعة الحرارية هي الجول لكل كلفن أو الجول لكل درجة سلزية. إذن، لدينا معادلة للسعة الحرارية، لكن السعة الحرارية لا تأخذ في الاعتبار كتلة الجسم المسخن. السعة الحرارية النوعية هي كمية الطاقة بوحدة الجول اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من مادة درجة سلزية واحدة. ويرمز لها بالحرف ‪𝑐‬‏ الصغير، وتحسب عن طريق قسمة السعة الحرارية على كتلة الجسم.

دعونا نفرغ بعض المساحة لنتناول هذا بمزيد من الدقة. كما ذكرنا من قبل، وحدة قياس السعة الحرارية هي الجول لكل كلفن أو الجول لكل درجة سلزية. على الرغم من أن وحدة الكيلوجرام تستخدم عادة لقياس الكتلة، فإن الجرام يستخدم عادة بدلًا منها عند قياس السعة الحرارية النوعية. إذن، وحدة قياس السعة الحرارية النوعية هي الجول لكل جرام لكل درجة سلزية.

لدينا الآن المعادلتان الرئيسيتان اللتان نحتاجهما لحل هذا السؤال. يسأل السؤال عن كيفية حساب الطاقة الحرارية. لذا، علينا جعل ‪𝑞‬‏، أي الطاقة الحرارية، في طرف بمفرده. يمكننا جعل ‪𝑞‬‏ في طرف بمفرده عن طريق ضرب طرفي المعادلة في ‪Δ𝑇‬‏. فيحذف ‪Δ𝑇‬‏ من الطرف الأيمن للمعادلة، ويتبقى لدينا ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝐶‬‏، وهو السعة الحرارية، مضروبًا في ‪Δ𝑇‬‏. ثم علينا أن نعوض عن ‪𝐶‬‏، أي السعة الحرارية، بـ ‪𝑐‬‏، أي السعة الحرارية النوعية، و‪𝑚‬‏، أي الكتلة.

أولًا: علينا إعادة ترتيب هذه المعادلة لجعل ‪𝐶‬‏ في طرف بمفرده. إذا ضربنا طرفي المعادلة في ‪𝑚‬‏، فسيحذف ‪𝑚‬‏ من الطرف الأيمن من المعادلة، ويتبقى لدينا ‪𝐶‬‏ يساوي ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏. إذا عوضنا عن ‪𝐶‬‏ في هذه المعادلة بـ ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏، فسنحصل على ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏؛ حيث يمثل ‪𝑞‬‏ الطاقة الحرارية، ويمثل ‪𝑚‬‏ الكتلة، ويمثل ‪Δ𝑇‬‏ التغير في درجة الحرارة، ويمثل ‪𝑐‬‏ السعة الحرارية النوعية.

تؤثر السعة الحرارية النوعية لجسم ما على مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لتسخينه. على سبيل المثال، الماء له سعة حرارية نوعية أعلى من الرمال، ومن ثم يستهلك الماء طاقة أكثر من الأرض لتسخينه. لهذا، عندما يكون الجو دافئًا، تكون الرمال على الشاطئ ساخنة، ويكون ماء البحر باردًا. ومن ثم، فإن إجابة السؤال الذي ينص على «أي المعادلات الآتية يمكن استخدامها لحساب الطاقة الحرارية؟» هي الخيار (ج) ‪𝑞‬‏ يساوي ‪𝑚‬‏ في ‪𝑐‬‏ في ‪Δ𝑇‬‏.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.