[ناصر اللحياني]

[justify]

5-1 درجة الحرارة والطاقة الحرارية Temperature and Thermal Energy

( يحتاج إلى 3 حصص )

الحصة الـ 36 :

يستهل المعلم الفصل الخامس بتوطئة عن الديناميكا الحرارية ؟ ومتى بدأت ؟ و أهميتها ؟
فيذكر أنها تُعنى بدراسة تحولات الطاقة الحرارية إلى أشكال أخرى من الطاقة ، وبدأ هذا العلم في القرن الثامن عشر مع ظهور المحركات البخارية في القطارات والمصانع ومضخات المياه في المناجم وساهمت بشكل كبير في الثورة الصناعية في أوربا والولايات المتحدة ، ويُستخدم اليوم على نطاق واسع في التطبيقات المختلفة للمحركات والطائرات و آلات التبريد وغيرها .

نشاط 1 : يطلب المعلم من أحد الطلاب تنفيذ التجربة التالية أمام زملائه :

http://www.youtube.com/watch?v=l5gRRF_R1zU

الأدوات : قارورة زجاجية فارغة ، بالون ، حوض به ماء بارد ، حوض به ماء ساخن .
الطريقة : ضع البالون على فوهة القارورة ، ثم ضع القارورة في الحوض الساخن ، ماذا تلاحظ ؟ ثم ضع القارورة في الحوض البارد ، ماذا تلاحظ ؟
الملاحظة : سيشاهد الطلاب تمدد البالون عند وضع القارورة في الحوض الساخن ، و انكماشها عند ضع القارورة في الحوض البارد .

ثم يُوجه المعلم النقاش لتعليل هذه المشاهدة ومعرفة سبب تمدد البالون سواء عند وضعه في الحوض الساخن أو وضعه تحت أشعة الشمس أو حتى بالنفخ فيه ! ويساعدهم بعرض هذه المحاكاة لحركة الجزيئات في الغاز بشكل عام وحركتها في بالون عند النفخ وعند تعريضها لأشعة الشمس :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321537249.swf]width=276 height=351[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321537268.swf]width=276 height=351[/FLASH]

ليتوصل الطلاب إلى أنّ تمدد البالون هو بسبب زيادة تصادم جزيئات الغاز بجدران البالون بشكل متكرر عندما تزيد طاقته الحركية بعد التسخين ، وأمّا عند التبريد فإنّ البالون ينكمش لنقص طاقته الحركية الذي يُبطيء التصادمات ، وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكات التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321593142.swf]width=550 height=400[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321567764.swf]width=640 height=480[/FLASH]

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321567774.swf]width=470 height=280[/FLASH]

( أضغط على السهم الأخضر لمقارنة الطاقة الحركية عند اختلاف التسخين )

خلاصة النشاط : التوصل إلى أنّ التسخين يزيد من التصادمات ، وهذا يعني أنّ الطاقة الحركية للجزيئات في الجسم الحار أكبر من الطاقة الحركية للجزيئات في الجسم البارد .

وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم الحار أكبر من الطاقة الحرارية للجزيئات في الجسم البارد ، وبالتالي التوصل إلى النتيجة النهائية وهي أنّ :

الطاقة الحرارية : هي الطاقة الكلية للجزيئات ، وهذا يعني أيضا أنّ الطاقة الحرارية تعتمد على عدد الجزيئات ، فكلما كانت زاد عدد الجزيئات المتصادمة كانت الطاقة الحرارية أكبر .

وبالتالي إذا كانت المادة تحتوي على عدد N من الذرات فإن الطاقة الحرارية الكلية في المادة تساوي متوسط طاقتي الحركة والوضع لكل ذرة مضروب في العدد N ( لأن لكل ذرة طاقة حركية وطاقة وضع ) .


نشاط 2 : يعرض المعلم محاكاة الجافا التالية :

أضغط هنـــا لتحميل محاكاة الجافا

يضبط المعلم المحاكاة في البداية ليتكون النظام من 100 جزيء عند درجة حرارة ثابتة :

http://www.youtube.com/watch?v=aVm2AUA8Eow

ويطلب من الطلاب مشاهدة تصادمات الجزيئات ومتابعة قيمة متوسط السرعة لكل جزيء ( والتي تُمثل متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء لأن :KE = ½ m v2 ) ، ثم يتساءل المعلم ماذا لو زادت عدد الجزيئات عند نفس درجة الحرارة ، هل سيتغيّر متوسط السرعة لكل جزيء أم لا ؟ وبمعنى آخر هل سيتغيّر متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء أم لا ؟ ستتباين توقعات الطلاب ، ثم يقوم المعلم بجعل النظام 500 جزيء :

ليشاهد الطلاب تصادمات الجزيئات وسيلاحظون أنّ متوسط السرعة لكل جزيء لم يتغيّر وبالتالي فإنّ متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء لم يتغيّر .

يُوجه المعلم النقاش لتعليل هذا النشاط ليتوصل الطلاب إلى أنّ : درجة الحرارة تعتمد على متوسط الطاقة الحركية للجزيئات ولا تعتمد على عدد الجزيئات .

من هذا النشاط يمكن للمعلم التأكيد والتعزيز على النشاط الأول بالتساؤل أيهما أكبر : الطاقة الحرارية لـ 100 جزيء أم الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء ، ليتوصل الطلاب إلى أنّه :
بما أنّ الطاقة الحرارية هي الطاقة الكلية للجزيئات فإنّ الطاقة الحرارية لـ 500 جزيء أكبر .

قد يحدث لبس لدى الطلاب بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة ، لذا نعيد لهم التوضيح أنّ الطاقة الحرارية هي الطاقة الكلية للجزيئات أيّ أنها تعتمد على عدد الجزيئات ، بينما درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية للجزيئات ولا تعتمد على عدد الجزيئات ، وللتعزيز يعرض المعلم هذه المحاكاة :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321632275.swf]width=760 height=420[/FLASH]

ملاحظة : إذا لم تعمل عندك محاكاة الجافا فقم بتحميل برنامج مشغل الجافا من الرابط التالي أضغط هنــــا .


نشاط 3 : يعرض المعلم مقطع الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=DiEMvbPU9zE

ويطلب من الطلاب وصف الطاقة الحركية للجسم الصلب عندما يكون ساخنا وعندما يكون باردا ، سيلاحظ الطلاب أنّ الذرات في المواد الصلبة تبدو وكأنها مترابطة فيما بينها بنوابض فترتد الذرات ارتدادات مختلفة الشدة إلى الأمام وإلى الخلف مُعبرةً عن الطاقة الحركية ، وسيلاحظ الطلاب كذلك أنّ هذه الارتدادات تكون في المواد الساخنة أكبر من المواد الباردة ، مثل الغازات تماما .


نشاط 4 : يُجري المعلم التجربة التالية - مع أني متردد في تنفيذها لأنها تستغرق وقت طويل - :

http://www.youtube.com/watch?v=J_thccFrowg

وهناك تجربة أخرى بسيطة أعتقد أنها تؤدي الغرض ، تحتاج فيه إلى ثلاث أكواب :

يضع في الأول ماء ساخن وفي الثاني ماء بارد والثالث فارغ ، ثم يقيس درجة حرارة كل من الكوب الأول والثاني ، ثم يسكب محتوى الكوبين في الكوب الثالث ، ثم يقيس درجة حرارة الكوب الثالث ، ويطلب منهم تسجيل الملاحظة .

أيضا يمكن للمعلم أنّ ينفذ التجربة مُستعينا بالمحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321632599.swf]width=797 height=495[/FLASH]

أضغط على ( Thermal Equilibrium process ) لمشاهدة كيف تعمل المحاكاة ، أو أضغط على ( go to lab ) لتنفيذ التجربة مباشرة .

ليتوصل الطلاب إلى أنّ الاتزان الحراري : هي الحالة التي يصبح عندها معدّل تدفق الطاقة الحرارية بين الجسمين متساوي ، ويكون لكلا الجسمين درجة الحرارة نفسها ، وللتعزيز يعرض المحاكاة التالية :

[FLASH=http://www.Lahyan.net/vb/uploaded/806/1321639673.swf]width=626 height=236[/FLASH]

أدناه رابط مؤقت لتحميل فلاشات هذا الدرس :

[hide]http://cutt.us/WiHD[/hide]

الحصة الـ 37 :

سأحاول إنّ شاء الله تعالى سأدرجه مساء يوم غد .[/justify]

[جنى الفيزيائية]

شكرا
جزاك الله كل خير

[رغد $]

يعطيكم العافية وكل عام وانتم بخير


الفزعة :k_crying:
ابغى شرح مفصل لتجارب الفصل الاول وخصوصا التجارب الداخلة في اختبارات الطلاب العملية

الله يجزاكم بالخير

تكفون لاتخذلوني اول مرة اطلب طلب منكم .

[بيالة وفنجال]

استاذ ناصر : متى يتم إدراج دروس الفصل الخامس
لان طريقتك مرة سهلة والنتيجة تفاعل الطالبات معي
فلك جزيل الشكر :s_thumbup:

[وردة @]

يعجز اللسان عن شكرك ..يا أستاذ ناصر
وفقك الله حيث ما كنت..

[أم فطومة]

اشكرك يأخي من كل قلبي وفقك الله لما يحبه ويرضاه:fantastic_new:

[سمرات]

يارب ارزق الأستاذ ناصر من حيث لايحتسب وفرج همه ويسر عسيره كما يسر علينا شرح هذا المنهج .. رجاءاً يا استاذ ناصر زودنا يوميا بطريقة شرح الدروس فأنا كل يوم انتظر شرحك لنبدع مع طلابنا بالطريقة الصحيحة ........ ولك خالص الشكر

[ترنيمةالرها]

الف شكر استاذي الفاضل وجزاك الله خير

[جنى الورد]

جزاك الله خير وشكرا جزيلا:a_plain111:

[جنى الورد]

يا أستاذ ناصر فين القى شرح الدرس 2-5 :s_thumbup: