الطاقة

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

الطاقة 

*تعريفها : هي القدرة على بذل شغل أو إنتاج حرارة .

*أهميتها : تكون الطاقة مهمة في :

1- طهو الطعام           2- تدفئة المنازل            3- تحريك المركبات            4- تشغيل الأجهزة                         5- الأنشطة البدنية 

*وجد الطاقة في صورتين هما :

1- طاقة وضع : هي الطاقة المخزونة في المادة والناتجة عن تركيبها .

2- طاقة الحركة : هي الطاقة التي ترتبط مباشرة مع الحركة الدائمة لجسيمات المادة .

*ملاحظات:

 1-  تحتوي الأنظمة الكيميائية على طاقة وضع وطاقة حركية .

2-  تتناسب الطاقة الحركية تناسباً طردياً مع درجة الحرارة .

*قانون حفظ الطاقة : في أي تفاعل كيميائي أو عملية فيزيائية يمكن أن تتحول الطاقة من شكل إلى آخر ولكنها لا تستحدث ولا تفنى .

*الحرارة :

*تعريفها : هي طاقة تنتقل من الجسم الساخن إلى الجسم الأبرد .

ملاحظات : 

1- عندما يفقد الجسم الساخن طاقة ( طارد ) تنخفض درجة حرارته .

2- عندما يمتص الجسم الأبرد طاقة ( ماص ) ترتفع درجة حرارته .

*وحدات قياس الحرارة : 

*الجول ( J ) : يعتبر الوحدة الدولية لقياس الطاقة و الحرارة .

*السعر ( cal ) : هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من الماء النقي درجة سيليزية واحدة ( 1 ℃ ) .

*السعر الغذائي ( Cal ) : هو مقياس للطاقة الحرارية الناتجة عن الغذاء .

*تحويلات مهمة :

*1cal  =    4.184 J

*1 كيلو جول =  1000 جول (  1kJ = 1000 J )

*1 كيلو سعر = 1000  سعر ( 1 kcal  =  1000 cal )

*1 سعر غذائي  =  1 كيلو سعر =  1000 سعر . ( 1 Cal   =  1kcal  =   1000 cal )

*مثال : وجبه غذائية تحتوي على 230  Cal    عبر عنها بوحدة الجول .

الحل : 230  Cal   =  230 ×  1000  cal   =   230000  cal   =  230000  × 4.184  =   9.6 ×105

*مثال : تفاعل يطلق طاقة مقدارها  86.5 kJ عبر عنها بوحدة  kcal و Cal .

الحل :       kcal  =  20.67 kcal  =  20.67 Cal     86.5 kJ  = 

*الحرارة النوعية :

*تعريفها : هي كمية الحرارة التي يتطلبها رفع درجة حرارة جراماً واحداً من المادة درجة سيليزية واحدة . 

*القانون المستخدم :   C × m  × ∆T  q  =

q : الطاقة الحرارية الممتصة أو المنطلقة ووحدتها جول ( J   ) 

C : الحرارة النوعية للمادة ووحدتها J/g ℃          m  : كتلة المادة ووحدتها جرام ( g ) .

∆T : التغير في درجة الحرارة ووحدتها ( ℃ )  و يمكن إيجادها كالتالي ( Tf – Ti ) .

*مثال : ما كمية الحرارة التي امتصتها قطعة رصاص كتلتها 44.7  g  إذا زادت درجة حرارتها بمقدار 65.4 ℃ علماً بأن الحرارة النوعية للرصاص 

 0.129 J/g℃ .

الحل : C × m  × ∆T                                                                         q  =

q =  0.129  ×  44.7  ×  65.4   = 377.116  J                                          

*مثال : احسب كمية الحرارة التي امتصها  34.4 g من الإيثانول إذا ارتفعت درجة حرارته من 25 ℃ إلى 78.8 ℃  علما بأن الحرارة النوعية للإيثانول

2.44 J/g℃  .

الحل : C × m  × ∆T                                                                                                                     q  =

q = 2.44 × 34.4 × ( 78.8 – 25 ) = 4.5157568  × 103                                                                                                               

*عينة من الحديد كتلتها 10g  تغيرت درجة حرارتها من  50.4 ℃ إلى 25 ℃   وانطلقت كمية من الحرارة مقدارها 114 J  فما الحرارة النوعية للحديد 

الحل :                                                                               

C × m  × ∆T                                                                                               q  =

= 0.449J/g℃ C =  

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------