Advanced Search

المحرر موضوع: ملخص في الديناميكا الحرارية  (زيارة 2366 مرات)

0 الأعضاء و 1 ضيف يشاهدون هذا الموضوع.

فبراير 12, 2004, 10:17:14 مساءاً
زيارة 2366 مرات

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« في: فبراير 12, 2004, 10:17:14 مساءاً »
السلام عليكم:

ساضع باذن الله تعالى تلخيص لموضوع الديناميكا الحرارية

---

1-الديناميكا الحرارية هو العلم الذي يعنى بدراسة تحولات الطاقة و التي تشتمل على حرارة و شغل ميكانيكي حيث تنتقل الطاقة الحرارية من جسم لاخر مختلف عنه في درجة الحرارة كما يمكن ان تنتقل الطاقة بين الجسمين في صورة شغل عندما يكونان في درجة حرارة واحدة.

2-المجموعة المادية تتكون من عدد من العناصر او الاجسام مثال الغاز المحبوس في اسطوانة معدنية اذ يعتبر مجموعة مادية تتكون من جزيئات الغاز نفسه.

3-الوسط المحيط يمكن ان يؤثر على المجموعة بطرق متعددة مثل القوى الميكانيكية و المصادر الحرارية و المجالات الكهربائية كل منها له تأثير.

4-يقال للمجموعة انها في حالة اتزان ديناميكي حراري اذا كانت :

أ-في حالة اتزان ميكانيكي اي لا توجد قوى غير متزنة داخل المجموعة و لا قوى غير متزنة متبادلة بين المجموعة و الوسط المحيط.

ب-في حالة اتزان حراري اي لا يوجد اختلاف في درجة حرارة عناصر المجموعة و لا بين المجموعة و الوسط المحيط.

ج-في حالة اتزان كيميائي اي ان عناصر المجموعة لا تميل بشكل تلقائي الى التفاعل الكيميائي فيما بينها تؤدي الى تغير التركيب الداخلي للمجموعة.

5-التحول عملية يتم فيها انتقال المجموعة المادية من حالة اتزان A الى حالة اتزان B

6-تتم التغيرات متساوية درجة الحرارة باحداث تغيرات بطيئة في كل من الضغط و الحجم مع بقاء درجة الحرارة ثابتة اثناء التحول و لذلك تكون تلك التغيرات قابلة للعكس.

7-التغيرات اللانافذية هي التي تتم بسرعة كبيرة لذلك لا تتبادل فيها المجموعة طاقة حرارية مع الوسط المحيط مثل تمدد الغاز فجأة.

8-ترتفع درجة الحرارة المجموعة المادية عندما تكتسب طاقة حرارية او بذل عليها شغل و قد لا ترتفع درجة الحرارة و لكن المجموعة المادية تنتج شغلا و ربما حدث الامران معا.

9-الطاقة الداخلية لمجموعة مادية هي مجموع طاقتي الوضع و الحركة للجزيئات التي تتكون منها المجموعة و لكل مجموعة مادية طاقة داخلية.

10-يعتبر الشغل w موجب و كمية الحرارة Q موجبة عندما تتلقاهما المجموعة و سالبتين عندما تقومان او تبذلهما المجموعة.

و للموضوع بقية...


فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا

فبراير 13, 2004, 08:53:37 صباحاً
رد #1

ابو يوسف

  • عضو خبير

  • *****

  • 10867
    مشاركة

  • مشرف اداري

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #1 في: فبراير 13, 2004, 08:53:37 صباحاً »
السلام عليكم

اخي الكريم اي ام اف

جزاك الله كل خير

وننتظر بقية الموضوع

'<img'>

فبراير 13, 2004, 02:05:42 مساءاً
رد #2

الظهراني1401

  • عضو مبتدى

  • *

  • 93
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #2 في: فبراير 13, 2004, 02:05:42 مساءاً »
يا الله عليك  يا إي إم إف ':laugh:'

ذكرتني بالأيام الخوالي!! أيام الثيرمو <<---كذا نسميها في الجامعة ':p'

بس سؤال...وين المعادلات؟؟

ولا تنسى القانون الصفري <<----هذا أحسه بديهي ما يحتاج يسمونه قانون حتى '<img'>

والأول والثاني <<---الثاني أحلى قانون...عن الفوضى...

إلا تعال...كلمة entropy مكيف تترجم بالعربية؟؟ تراني عجزت أدور...اشوفهم يسمونها "انطروبية" <<----مضخة موب مصطح ':angry:'

شكر الله لك جهدك أخي العزيز
استثمار الإنسان هو الحل

إن التاريخ لا يقدم الضمانات،إنما هو رهن إرادة الشعوب
محمد جابر الأنصاري

فبراير 13, 2004, 03:42:38 مساءاً
رد #3

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #3 في: فبراير 13, 2004, 03:42:38 مساءاً »
السلام عليكم:

شكرا لك اخي ابو يوسف على المرور '<img'>

شكرا لك اخي الظهراني 1401 على مرورك و تعليقك '<img'>

بالمسبة  للمعادلات فخطوة خطوة لان البداية كانت مفاهيم اساسية



اما عن سؤالك عن مصطلح  entropy  فكنا نسميه في الجامعة الانتروبيا اذ انه عرفت مبكرا في علم الديناميكا الحرارية ان كمية اسمها الانتروبيا تكون مفيدة في الحسابات الديناميكية الحرارية و انها تعرف بدلاالة سريان الجحرارة و درجة المطلقة اذ انه ينطبق تعريفها على الانظمة التي تعاني من سريان درجة الحرارة و درجة الحرارة المطلقة و على الانظمة التي تعاني تغير انعكاسي في الحالة.

--------

1-عندما تتحول المجموعة من حالة اتزان الى اخرى فان الطاقة المكتسبة او المفقودة تكون مساوية للتغير في الطاقة الداخلية للمجموعة ( تعبير عن القانون الاول للديناميكا الحرارية )

2-القانون الاول للديناميكا  الحرارية ....> التغير في الطاقة الداخلية لمجموعة مادية ما يساوي مجموع كمية الطاقة الحرارية التي يمتصها او يخرجها و الشغل الذي تبذله المجموعة.

delta E =Q+w

Q كمية الحرارة
w الشغل
delta يرمز لها بمثلث و تعني الفرق في
E الطاقة الداخلية

delta E=E2-E1=Q+w

3-مقدار التغير في الطاقة الداخلية للمجموعة لا يعتمد على الطريقة التي تم بها التغير و انما يعتمد على الحالة الابتدائية و الحالة النهائية للمجموعة.

مثال:كتلة من الماء تلتقت طاقة حرارية 8400 جول للتحول الى بخار ماء و بذلت شغلا مقداره 1600 جول ضد الضغط الجوي فما هو مقدار التغير في الطاقة الداخلية؟

الحل:

delta E=Q+w و لكن جبريا اي بمراعاة الاشارات

delta E=8400-1600=6800 J

J اي جول و هي وحدة الشغل

و للفهم اكثر نكمل

E2-E1=6800
E2=E1+6800

اي ان الطاقة الداخلية زادت بمقدار 6800 حيث انها تكمن في جزيئات بخار الماء

ملاحظات هامة على القانون الاول للديناميكا الحرارية :
----------------------------------
1-اذا اعطيت لمجموعة مادية كمية من الحرارة Q و لم تبذل المجموعة او تتلق شغل اي ان حجمها لم يتغير فان التغير في الطاقة الداخلية يساوي كمية الحرارة نفسها.

delta E =Q+zero
w=0
W2-W1=Q
E2=E1+Q
اي ان E2 اكبر من E1 بالتالي فان Q متناسبة تناسبا طرديا مع درجة الحرارة المطلقة ( اي تزاداد الواحدة بزيادة الاخرى و تنقص بنقصان الاخرى )
اي ان الطاقة الداخلية للمجموعة المادية زادت و بما ان الحجم لم يتغير اذا طاقة الوضع لم تتغير و لكن طاقة حركة الجزيئات زادت اذا كمية الطاقة الحرارية المعطاة لمجموعة تؤدي بصورة عامة الى رفع درجة حراراتها.

ملاحظة:درجة الحرارة هي المظهر الخارجي الملموس لمتوسط طاقة حركة جزيئات المادة.


2-في التغيرات اللانافذية لا تتبادل الجملة حرارة مع الوسط الخارجي المحسط يصبح القانون الاول:

delta E=w
لان Q = صفر

و ينتج عن ذلك ان الطاقة الداخلية تزداد بمقدار الشغل الذي تتلقاه الجملة و بتنقص بمقدار الشغل الذي تبذله المجموعة ( الجملة او النظام )

مثال:

أ-يسخن الغاز عندما يضغط ( يبذل عليه شغل )
2-يبرد الغاز عندما يتمدد فجأة بسرعة لان الغاز يبذل شغلا على حساب طاقته الداخلية.

تطبيق:

1-محرك الديزل
2-فكرة عمل المكيفات و الثلاجات


وللملاحظات و الموضوع بقية ...


فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا

فبراير 13, 2004, 05:48:20 مساءاً
رد #4

الظهراني1401

  • عضو مبتدى

  • *

  • 93
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #4 في: فبراير 13, 2004, 05:48:20 مساءاً »
أشكرك على التوضيح أخوي emf '<img'>

ونصيحة مهمة جدا ً لكل من "يتورط" ويدرس علم الدينميكا الحرارية ':angry:'

التدريب ثم التدريب ثم التدريب...<<----ديدن كل من يريد التفوق في هذه المادة ويتمكن من حل أي مسألة تواجهه في هذا الموضوع!!

لا تعتمد أبدا ً على مجرد فهم الحل أو قراءته أكثر من مرة..

أهم ما يميز مسائل الدينميكا الحرارية أنها من الممكن النظر إليها من أكثر من زاوية والدخول عليها من أي باب..

فعليك أن تحاول حل المسألة بنفسك وبدون الاستعانة بالأمثلة المحلولة....عليك أن تشغل عقلك...

':cool:'
استثمار الإنسان هو الحل

إن التاريخ لا يقدم الضمانات،إنما هو رهن إرادة الشعوب
محمد جابر الأنصاري

فبراير 15, 2004, 09:34:39 مساءاً
رد #5

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #5 في: فبراير 15, 2004, 09:34:39 مساءاً »
السلام عليكم:

اشكرك اخي الظهراني 1401 على اسداء النصيحة الهامة و هذه النصيحة لا تطبق فقط على فرع الديناميكا الحرارية بل على دراسة الفيزياء بشكل عام فيجب فهم القانون اولا لا حفظه كي يمكن لك الخوض في خحل المسائل بشكل اسهل و افضل و ان كانت بعض المواضيع في الفيزياء اصعب من غيرها و لكن الفكرة واحدة .

------

تابع الملاحظات:

3-في التحولات الدورية التي تعود فيها المجموعة المادية بعد التحول الى حالتها الابتدائية بعد ان تكون قد بذلت شغلا و حرارة او تلقت شغلا و حرارة تكون:
E2=E1
Q+w=0
Q=-w

اي انه اذا تلقت المجموعة طاقة حرارية فانه يجب ان تبذل شغلا و يكون الشغل المبذول من المجموعة على حساب الطاقة الحرارية التي تمتصها و يكون مساويا لها Q=-w

4-الجملة المعزولة تماما لا تتبادل المجموعة مع الوسط المحيط حرارة او شغلا لذلك يكون التغير في الطاقة الداخلية معدوما.

delta E=E2-E1=Q+w
Q=0
w=0
E2-E1=0
E2=E1

و هو قانون بقاء الطاقة و تعرفيه التالي:

في مجموعة معزولة يمكن للطاقة ان تتحول من صورة لاخرى و لكن الطاقة الكلية للمجموعة تبقى ثابتة.

ملاحظة:لا يوجد جملة معزولة بالمعنى الدقيق للكلمة و لكن يمكن اعتبارها كانها معزولة و معنى ان الجملة معزولة اي جملة لا تتبادل مع الوسط المحيط حرارة او شغلا اذ يكون التغير في الطاقة الداخلية معدوما.

------

الالة الحرارية و القانون الثاني للديناميكا الحرارية
-------------------------------

الالة الحرارية هي آلة يتم فيها تحويل الطاقة الحرارية الى شغل ميكانيكي.

مكونات الالة الحرارية :

أ-مصدر حراري يطلق عليه الخزان الحراري الساخن
ب-خزان حراري بارد و هو مستودع او خزان قادر على تلقي كميات من الحرارة تلقى فيه دون ان تتغير درجة حراراته
ج-مادة عاملة اي الجسم الوسيط و هي مادة لها قدرة على امتصاص الحرارة من الخزان الحراري الساخن و تقوم بعمل شغل ثم تلقي ما تبقى من حرارة الى الخزان البارد.

المردود او الكفاءة الحرارية : النسبة بين الشغل الناتج w و كمية الحرارة الممتصة Qin

eta=w/Qin
w=Qin-Qout
eta=Qin-Qout/Qin
eta=1-Qout/Qin
eta=T1-T2/T1
eta=1-T2/T1

eta الكفاءة و يرمز له برمز و اسمه باللاتيني ايتا
w الشغل الناتج
Qin و هي الممتصة و باختصار من الخزان الساخن
Qout من البارد
T درجة الحرارة المطلقة
T1 ساخن
T2 بارد

1-لكي تنتج الالة الحرارية شغلا يجب ان يكون لها خزانان حراريان مختلفان في درجة الحرارة.

القانون الثاني للديناميكا الحرارية.....>كفاءة الالة الحرارية تكون دائما اصغر من الواحد الصحيح بمقدار T2/T1 او Qout/Qin اي ان الالة الحرارية لا يمكنها ان تحول كل الحرارة الممتصة الى شغل ميكانيكي.

2-اذا قدمنا شغلا الى الالة فانها ستعل بصورة عكسية اي انها ستقوم بامتصاص حرارة من الخزان البارد و تلقيها في الخزان الساخن و بذلك نحصل على آلة تبريد.

3-لا يمكن صنع آلة حرارية بخزان حراري واحد ( نص اخر للقانون الثاني للديناميكا الحرارية )

امثلة :
----

آلة حرارية مثالية درجة حرارة خزانها الساخن 127 سيليزي و درجة حرارة خزانها البارد 27 سيليزي فاحسب المردود الاعظم للالة

الحل:

eta=1-T2/T1

ونراعي ان تكون درجة الحرارة بالكلفن لذا فان

T1=127+273=400K
T2=27+273=300k

eta=1-300/400=0.25
اي ان مردود الالة 25 %

في السؤال السابق اذا اردنا ان نجعل مردود الالة = 40 % فكم يجب ان تصبح درجة حرارة خزانها الساخن مع بقاء T2 ثابتة عند 27 سيليزي ؟

eta=1-T2/T1
0.4=1-300/T1
0.4=T1-300/T1
0.4T1=T1-300
300=T1-0.4T1
T1=300/0.6
T1=3000/6=500k
T1 سيليزية = 500 - 273 = 227 سيليزي

----------

انتهى التلخيص املا ان يفيدكم ان شاء الله '<img'>

ساضع المرة القادمة اسئلة منوعة عن الديناميكا الحرارية كي تفكروا في حلها

تمنياتي للجميع بالتوفيق '<img'>

تحياتي
e.m.f


فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا

فبراير 19, 2004, 01:14:09 صباحاً
رد #6

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #6 في: فبراير 19, 2004, 01:14:09 صباحاً »
السلام عليكم:

هذه مجموعة من اسئلة موضوعية و مقالية عن موضوع الديناميكا الحرارية

اتمنى ان ارى الحلول من الاعضاء  '<img'>

-------

كمية من الماء اكتسبت كمية من الحرارة مقارها 630 كيلو جول فبذلت شغلا مقداره 8.42 جول فما مقدار التغير في الطاقة الداخلية لكمية الماء؟

احسب/احسبي المردود الاعظم لالة حرارية مثالية تعمل بين درجتي الحرارة 130 درجة سيليزية و 50 درجة سيلزية.

اكمل العبارات التالية بكلمات علمية دقيقة كي تحصل على عبارة سليمة:

1-لكل آلة حرارية ....... ساخن و خزان حراري .....

2-تعمل الالة الحرارية على ...... الطاقة ...... الى شغل

3-لا يتوقف مردود الالة على ..... إنما على الفرق بين .... الحرارة .....الساخن و البارد

4-لا يمكن صنع ..... تعمل بخزان .... واحد

5-لكي تقوم .... بشغل مفيد يجب ان يكون لها ...... مختلفان في ..... الحرارة

6-يطبق القانون الاول للديناميكا الحرارية على كل عملية يتم فيها تبادل حرارة او ..... مع ...... و هو يميز تحول الحرارة الى شغل او الشغل الى حرارة.

ضع علامة صح او خطأ :

1-الديناميكا الحرارية هي العلم الذي يعنى بدراسة تحولات الطاقة و انسيابها على المستوى الميكروسكوبي.

2-عند الاعتماد على القانون الاول للديناميكا الحرارية لا نستطيع معرفة الطاقة الداخلية للمجموعة بعد التحول او قبله.

3-يمكن تسيير باخرة عبر المحيط بالطاقة  الحرارية التي يحتويها ماء البحر معتدمين على علم الديناميكا الحرارية.

4-اذا بذل شغل على كمية غاز معزولة عزلا حراريا فان الشغل يساوي طاقة الوضع.

5-يقال ان مجموعة مادية ما في حالة اتزان حراري اذا كانت محصلة القوى المؤثرة عليها تساوي الصفر.


اختر الاجابة الصحيحة:

1-يتحول الشغل بسهولة الى حرارة عن طريق:

أ-الالة البخارية
ب-المحركات الكهربائية
ج-محركات الديزل
د-الاحتكاك

2-آلة حرارية درجة خزانها الساخن 227 درجة سيليزية و درجة خزانها البارد 27 درجة سيليزية فان المردوجد الاعظم للالة يساوي:

أ-30%
ب-12%
ج-88&
9-40%

3-عمل الالة هو:

أ-تحويل الحرارة الى شغل ميكانيكي
ب-تحويل الطاقة الداخلية الى حرارة
ج-تحويل الحرارة الى طاقة داخلية
د-تحويل الشغل الى حرارة

4-آلة بخارية تلقت طاقة حرارية مقدارها 200 جول و طردت 120 جول لذلك فان مردود الالة يساوي:

أ-200
ب-120
ج-0.6
د-0.4


فسر العبارة التالية تفسيرا علميا معتمدا على قوانين فيزيائية:

لا يمكن صنع آلة حرارية بخزان حراري واحد كما لا يمكن ان تصل كفاءة الالة الحرارية الى 100 % .

----------


فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا

فبراير 19, 2004, 10:03:48 صباحاً
رد #7

Galileo Galilei

  • عضو مساعد

  • **

  • 207
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #7 في: فبراير 19, 2004, 10:03:48 صباحاً »
.. السلام عليكم و رحمة الله وبركااته ,,

.. درس رااائع و شيق ,,

.. شكرا لك استااذي العزيز ,,

.. و سلمت يداك و عزت شمالك ,,

.. و انجاك الله من الناار و غضبه ,,
أخوكم Dictatorial سابقاً


فبراير 20, 2004, 10:43:25 صباحاً
رد #8

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #8 في: فبراير 20, 2004, 10:43:25 صباحاً »
و عليكم السلام و رحمة الله و بركاته,

اشكرك اخي Dictatorial على مرورك و تعليقك و الحمد لله ان الدرس قد اعجبك '<img'>

و اشكرك على هذا التعليق و الدعوات الرائعة '<img'>

فجزاك الله خيرا

تمنياتي لك بالتوفيق و النجاح الباهر في حياتك العلمية و العملية ان شاء الله

تقبل تحياتي
e.m.f


فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا

فبراير 21, 2004, 12:04:15 مساءاً
رد #9

المعلم الثالث

  • عضو متقدم

  • ****

  • 749
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #9 في: فبراير 21, 2004, 12:04:15 مساءاً »
e.m.f
اشكرك من قلبي وبصدق
ان وضعت هذا الملخص الجميل
وكنت يوما ما انوي وضع مثله في منتدى المحاضرات ، لولا رفض الادارة.
المعلومات جميلة جدا .. وعرضك سلس.

بالمناسبة ، كنت اود نقاشك في بعض الامور ، لكن حيث ان الموضوع موجه للطلبه فلا نريد ان نبلبل معلوماتهم ونشككهك في اصول الديناميكا الحرارية .

مجددا .. شكرا
وجزاك الله خيرا
دخل الفارس المنتصر مدينته المفتوحة .... وكانت كل فتيات المدينة الجميلات يهتفن بإسمه ....  فنظر اليه احد الجنود وقال : ما لك لست فرحا يا سيدي؟  .
فأجاب الفارس المنتصر : كنت اود ان اسمع هذا الهتاف ، ولكن من عجائز بيشاور !!!
( بيشاور : المدينة التي ولد فيها الفارس)

فبراير 21, 2004, 08:33:34 مساءاً
رد #10

e.m.f

  • عضو خبير

  • *****

  • 3054
    مشاركة

  • عضو مجلس الفيزياء

    • مشاهدة الملف الشخصي
ملخص في الديناميكا الحرارية
« رد #10 في: فبراير 21, 2004, 08:33:34 مساءاً »
السلام عليكم:

اشكرك اخي المعلم الثالث على تعليقك على الموضوع '<img'>

كل ما ارجوه هو ان يستفيد منه الطلبة و الطالبات



شكرا لك مرة اخرى '<img'>

تحياتي
e.m.f





فما كل من تهواه يهواك قلبــه ... ولا كل من صافيته لك قد صفا
إذا لم يكن صفو الوداد طبيعةٌ ... فلا خير في ودٍ يجيــــئ تكلفـا