[لمعان]

الوحدة الثانية : الديناميكا الحرارية
الفصل الثالث : الديناميكا الحرارية

حـ 1/76 : ح1 = 0.05 م3 ، ض1 = 200 ك.ب ، ح2 = 0.1 م3 ، شغ = ؟

شغ = ح1 ض1 لوe ـــــــــــ = 0.05 × 200 ×10 3 لوe ـــــــــــ = 6931.47 جول

جـ2/76 : كالفن .م + 273 = 310 كالفن ، كـصـ = 37  م + 273 = 813 كـعـ = 540
الكفاءة القصوى = 1 - ــــــــــــ = 1- ــــــــــــ = 0.618 = 62 %

جـ3/76 : شغ = 2250 جول ، كحصـ = 250 جول .
:. كحعـ = الشغل + كحصـ= 2250 + 250 = 2500 جول

:. الكفاءة = ــــــــــــــ = ــــــــــــــــ = 0.90 = 90 %

م +273 = 260كالفن ، كـعـ = -13 م + 273 = 290 جـ 4 /76 : كـصـ= 17 كالفن ، كحعـ= 30 كيلوواط

معامل الأداء= ـــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــ = 9.6667

:. الشغل = ـــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــ = 3.1 كيلو واط

جـ 5 /76 : كالفن ، شغ = 8 كيلو جول .م + 273 = 320 كحعـ = 24 كيلو جول ، كـعـ = 47
:. كحضـ = كحعـ - شغ = 24 – 8 = 16 كيلو جول

معامل الأداء ( مأ )= ـــــــــــــــ = ـــــــــــــ = 2

=

:. كـضـ = = 213.333 كلفن

:. درجة الحرارة المنخفضة للغرفة هي = 213.333 – 273 = -59.67 م

م + 273 = 300كالفن ، كـعـ = 27م + 273 = 240 جـ 6/76 : كـصـ = -33 كالفن .

معامل الأداء ( مأ ) = ــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــ = 4
:. إدعاء الشركة غير صحيح مأ لا تساوي 5.5 كما أدعت الشركة .
جـ7/77 : لا يمكن تبريد الغرفة بترك باب الثلاجة مفتوحاً ، لأن كمية الحرارة التي تأخذها الثلاجة من المستودع الساخن (داخل الثلاجة ) تساوي كمية الحرارة التي تفقدها الثلاجة إلى المستودع البارد ( الغرفة) ، و بعد فترة زمنية محددة تصبح حرارة الثلاجة مساوية لدرجة حرارة الغرفة و عندها تتوقف الثلاجة عن التبريد .

طد = كح – شغجـ8/77 : من القانون الأول للديناميكا الحرارية
وحيث أن النظام معزول ( كح = صفر )
طد = - شغ:.
وهذا يعني أي ينقص في الطاقة الداخلية للنظام ينتج عنه شغل يقوم به النظام و بالعكس بحيث يبقى المجموع طد + شغ =0) ثابتاً .(

جـ9/77 :
النظام الحراري : هو عبارة عن كمية معينة من المادة معزولة حرارياً عن الوسط المحيط بها .مثل كمية من الغاز المحصور داخل اسطوانة مزودة بمكبس .
الطاقة الحرارية : هي كمية الحرارة التي يكتسبها أو يفقدها النظام الحراري .
الطاقة الداخلية : هي الطاقة الحركية الكامنة لجزيئات الغاز .
الإجراء الأديباتيكي (الكظوم) :هو الإجراء الذي لا يحدث فيه تبادل حراري بين النظام و الجو المحيط به ، و يحدث في زمن قصير جداً .

جـ10/77 :
يعتبر الضغط المفاجئ إجراء كظمي لأنه يحدث في زمن قصير جداً يكون (كح = صفر)
طد = 0-(-شغ) = شغ
أي أن الشغل المبذول على النظام يتحول إلى طاقة داخلية للنظام (الطاقة الحركية لجزيئات الغاز) ويظهر ذلك على شكل ارتفاع في درجة الحرارة .
كح = صفر ، شغ < صفر
أي أن الشغل موجب لأن الغاز يتمدد
طد =:. 0-(+شغ) = -شغ
أي نقصان الطاقة الداخلية للنظام تحدث نتيجة بذله شغل (تمدده) وينتج عنه نقصان في درجة حرارة الغاز .
جـ11/77 : أولاً : الإجراء (التحول) ( أ- ب )
طد = 0 لأن درجة الحرارة تبقى ثابتة
شغ = المساحة = 5×10 –3 × 6×10 4 = 300 جول
طد = 0 :. شغ = كح = 300 جول .
ثانياً : الإجراء (أ-جـ)
1. بما أن الإجراء كظمي :. كح = صفر
(2×10 4 + 6×102. شغ = مساحة شبه المنحرف = 4) × 5×10-3 = 200 جول
طد = - شغ = - 200 جول .3. بما أن كح = صفر :.
الوحدة الثالثة : التوصيل الحراري
الفصل الرابع : التوصيل الحراري
جـ 1/101: المقصود :
معامل انتقال الحرارة بالحمل : هو معدل الطاقة الحرارية م.المنقولة عبر سطح مساحته 1 م2 بتأثير فرق في درجة الحرارة قدره 1
الممال الحراري : هو التغير في درجة حرارة الموصل لكل متر من طوله عندما تنتقل فيه الحرارة عمودياً على مساحة مقطعه العرضي.
معامل الامتصاص : هو النسبة بين الطاقة الإشعاعية التي يمتصها الجسم و الطاقة الإشعاعية الساقطة على هذا الجسم .
مادة عازلة للحرارة : هي مادة تقاوم انتقال الحرارة عبرها.
جسم أسود مثالي : هو الجسم الذي يمتص جميع الطاقة الإشعاعية الساقطة عليه ، أي أن معامل امتصاصه 100% .

جـ2/101: التفسير :
أ ) السبب هو أن معامل التوصيل للحديد أكبر بكثير من معامل التوصيل للخشب لذا فإنه يكتسب الحرارة بسرعة و يفقدها بسرعة .
ب) لأن المواد العزلة تقاوم انتقال الحرارة عبرها فيساهم هذا في توفير النفقات المصروفة على تكييف المبنى بشكل كبير.

جـ3/101: المقارنة :
1) المقارنة بين الحمل الطبيعي و الحمل القسري .
الحمل الطبيعي الحمل القسري
يتم فيه انتقال الحرارة بين منطقتين مختلفتين في درجة الحرارة.
تتم حركة المائع عن طريق التسخين . يتم فيه انتقال الحرارة في كل اتجاه بشكل عشوائي .
تتم حركة المائع باستعمال جهاز ضخ ميكانيكي .
المقارنة بين انتقال الحرارة بالتوصيل و انتقالها بالحمل.
انتقال الحرارة بالتوصيل انتقال الحرارة بالحمل
يتم انتقال الحرارة عن طريق إعطاء الجزيئات جزء من طاقتها للجزيئات المجاورة لها و هكذا .
لا ينتقل الجزيء و لكن تنتقل الطاقة فقط . يتم انتقال الحرارة التي يحملها الجزيء مع انتقال الجزيء من منطقة ذات درجة حرارة أعلى (كثافة أقل ) إلى منطقة ذات درجة حرارة أقل (كثافة أعلى ) . أي ينتقل الجزيء و الطاقة معاً .


م ، د2 = 0جـ 4 / 102 : د1 = 200 ل = 40 سم : ملاحظة : الممال الحراري دائماً سالب .م ، 
أ- الممال الحراري = م/ م= = - 500

م فإن :ب- بفرض أن درجة الحرارة عند تلك النقطة هي د
- م500 = = 75
جـ 5/102 : معدل فقدان الحرارة بالتوصيل = ؟
بما أن قد = ـــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = 7.5 ×10 3 واط

جـ 6/102 : معدل انتقال الحرارة بالحمل = ؟
قد = (مت )ح × س د = 30 × 10 [ 15-(-10)] = 7500 واط×

جـ7/102 :
أ- معدل انتقال الحرارة بالتوصيل قد = ـــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = 19200 واط

ب – قدرة المدفأة تساوي معدل الانسياب الحراري = 19200 واط = 19.2 كيلو واط

جـ 8 /103:
أ- المقاومة الحرارية للمتر المربع مح = ـــــــــــ

:. مح 1 م / واطللصاج = ــــــــــــــــ = 41.67 × 10 –5 م2 ×

:. مح2 للصوف م / واطالزجاجي = ـــــــــــــــــــ = 0.3913 م2 ×

:. مح3 للألمنيوم = م / واطـــــــــــــــــــــــ = 1.4354×10 –5 م2 ×

ب- مح = مح1 + مح2 + مح3
م / واط= 41.67 × 10 –5 + 0.3913 + 1.4354×10 –5 = 0.3917 م2 ×

جـ – معدل انتقال (تسرب) الحرارة إلى داخل الثلاجة = ــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــ = 842.48 واط


جـ9/103 : يتجمد الماء الذي في كأس الألمونيوم أولاً ، لأن معامل التوصيل الحراري للألمونيوم أكبر منه للزجاج ( 209:1)

جـ10/103: ل= 380 نانومتر ، د= ؟
من قانون فين نجد أن ل× كـ = 2.897×10 –3 متر.كالفن
:. 380×10 –9 × كـ = 2.897×10 –3

:. كـ = كالفنــــــــــــــــــــــــــ = 7623.68

ولكن بما أن د = كـ – 273 م=7623.68 – 273= 7350.68

:s_thumbup:متاكد