نشاط 4 : تولد تيارات الحمل في الماء عند تسخينه ( مصحح )

أدوات النشاط : حوض زجاجي , ماء , مصدر حراري ( مصباح بنزن ) , نشارة الخشب.

الخطوات :

- نملأ الحوض بالماء تقريبا .
- اسقط في الماء قليلا من نشارة الخشب .
- ضع المصدر الحراري تحت الحوض وابدأ بالتسخين .
- لاحظ كيف أن جزيئات نشارة الخشب والماء تدور بشكل تيارات (تيارات الحمل)

نستنتج من التجربة أن :

ان الجزء الأٍسفل من الماء (القريب من القاعدة ) تصله الحرارة أولا. فتقل كثافته ويرتفع الى الأعلى بينما الجزء الأعلى من الماء ( الجزء البارد) يهبط الى الأسفل بسبب كبر كثافته . وهكذا تتولد تيارات الحمل داخل الماء .

اسئلة الفصل السادس - الخصائص الحرارية للمادة

9-6 البيوت الزجاجية

تستعمل البيوت الزجاجية للحصول على ظروف بيئية دافئة , حيث تداخل اشعة الشمس بسهولة من خلال الزجاج إلى الداخل فتعمل على تدفئة الأرضية والنبات داخل البيت الزجاجي ولا تنفذ من الزجاج فالحرارة تمتص من قبل الزجاج وبهذه الطريقة يحفظ داخل البيت دافئا .

8-6 قنينة الترموس

عبارة عن قنينة او صندوق يستعمل لحفظ المشروبات داخله باردة أو حفظ الشراب الساخن بداخلها ساخنا , اذا تصنع من جدران مزدوجة من الزجاج ويفرغ الهواء بين جدرانها , والفراغ  بين الجدران يمنع انتقال الحرارة بوساطة التواصل أو الحمل , بينما يطلي الوجه الداخلي بالفضة لمنع الحرارة المنتقلة بوساطة الاشعاع وهذا يقلل كمية الحرارة الممتصة من قبل القنينة.

7-6 العزل الحراري

لقد عرفت بإن المعادن هي موصلات جيدة للحرارة , بينما الهواء والزجاج هي مواد عازلة للحرارة. لذا المواد التي تحتوي على عدة جيوب هوائية تستعمل عادة للحد من إنتقال الحرارة مثل وسادات النوم والمعاطف المصنوعة من الفرو تحفظ الحرارة داخلها.

تتم عملية العزل الحراري في البيوت باستعمال الألياف الزجاجية في السقوف, وكذلك يتم العزل الحراري في النوافذ باستعمال الزجاج المزدوج التي تحصر هواء بين طبقتي الزجاج التي تساعد في حفظ الحرارة فيه, ومعظم البيوت تنشا بجدران مزدزجة بينهما فجوة مملؤة بالهواء.

6-6 إمتصاص وانبعاث الحرارة

الجسم الأسود أفضل جسم ماصا للاشعة الحرارية الساقطة عليه وهو أفضل جسم مشع للحرارة عند تسخينه .

ولذا نجد أن السطوح الداخلية لقدور الطبخ والمقلات والمحمصة الكهربائية والسطح الخارجي للمشعة الحرارية في السيارة  (الراديتر) وجهاز التبريد خارج الثلاجة جميعها يطلى بطلاء أسود , وعندما تكون ساخنة تشع الى المحيط معظم حرارتها.

 

في أيام الصيف المشمسة يرتدي معظم الناس ملابس بيضاء وذلك لتقليل امتصاص الحرارة , ولهذا السبب في البلدان الحارة تطلى معظم البيوت وخزانات النفط ومستودعات السوائل القابلة للإشتعال بطلاء أبيض , أو اصبغة فضية .

5-6 نسيم البر والبحر

خلال النهار تتحرك الرياح من البحر نحو الساحل بسبب إرتفاع درجة حرارة أرضية الساحل بسرعة أكبر مما هي عليه في مياه البحر ,فيتمدد الهواء ويرتفع في الجو فوق الساحل بسبب قلة كثافته فيندفع الهواء البارد من فوق البحر نحو الساحل وهذا مايعرف بنسيم البحر شكل (6-12)

أما عند المساء تبرد أرضية الساحل اسعر من ماء البحر , فيرتفع الهواء فوق البحر بسبب قلة كثافته فيندفع الهواء البادر من الساحل نحو البحر وهذا ما يعرف بنسيم البر شكل (6-13)

4-6 طريق الإشعاع

الطاقة الحرارية يمكن أن تنتقل بشكل اشعاعات كهرومغناطسية

يتم إنتقال الحرارة من المدفأة الكهربائية إلى جو الغرفة بطريقة الإشعاع والحمل لاحظ الشكل (6-11)

نشاط 3 : تختلف المواد في قابلية توصيلها للحرارة

  أدوات النشاط:

 قدحان مصنوعان من مادة عازلة للحرارة ( مثل البلاستيك ) , ماء , قطعة من النحاس بشكل حذوة الفرس.

الخطوات :

 

- املا أحد القدحين تقرييا بالماء الساخن واملأ الاخر بالماء البارد وضعهما متجاورين فوق سطح منضدة افقية.

- اغمر طرفي قطعة النحاس التي بشكل حذوة الفرس داخل القدحين كما في الشكل
- وبعد مدة زمنية معنية قس درجة حرارة الماء في القدحين بوساطة المحرار .
- قارن بين درجتي حرارتيهما . ماذا تجد ؟

نستنتج من النشاط : أن النحاس موصل جيد للحرارة فهو عمل على نقل الحرارة من الماء الساخن إلى الماء البارد بطريقة التوصيل الحراري وهذا يشبه عملية السيفون في نقل الماء من الوعاء الأعلى الى الأوطأ.

3-6 طريقة الحمل

جزيئات الموائع ( السوائل والغازات ) تتحرك عادة بحرية وباتجاها عشوائية وبإكتساب المائع طاقة حرارية تزداد الطاقة الحركية لجزيئات المائع ولهذ السبب يتمدد المائع فتقل كثافته لذا يرتفع المائع الساخن ( الأقل كثافة ) الى الأعلى بينما ينخفض المائع البارد ( الأكبر كثافة ) ليحل محله ونتيجة لذلك تتحرك جزئيات المائع بتيارات تسمى : تيارات الحمل .

نشاط 2 : تختلف المواد في قابلية توصيلها للحرارة

ادوات النشاط:

 أنبوبة إختبار , ماء , قطع من الثلج , مصدر حراري ( مثل شمعة) , مشبك معدني صغير.

الخطوات:

- ضع قطع الثلج في الأنبوب لتستقر في قعر الانبوب بوساطة المشبك المعدني.
- صب الأنبوب بوساطة المشبك المعدني .
- صاء بادرا داخل الانبوب .
- امسك الانبوب بصورة مائلة .
- سخن الطرف العلوي للانبوب , لاحظ بعد فترة وجيزة أن الماء في الجزء العلوي من الانبوب يبدأ بالغليان قبل ان ينصهر الجليد في قعر الأنبوب !

نستنتج من التجربة أن : الماء ردئ التوصيل للحرارة .

البلاط المصنوع من الرخام ( المرمر) نشعر به باردا (موصل للحرارة) , بينما قطعة السجاد في الغرفة نفسها وفي نفس الوقت نشعر بها دافئة !! (فهي رديئة التوصيل للحرارة) وذلك لإختلافها في قابلية التوصيل الحراري .

نشاط 1 : انواع المواد من حيث ايصالها للحرارة

أدوت النشاط :

 خمسة سيقان متساوية بالطول ومن مواد مختلفة , اربعة منها معدنية (نحاس , حديد , المنيوم , رصاص)
والخامس من الزجاج.  ومصدر حراري ( مصباح بنزن) وخمس قطع متساوية من الشمع.

الخطوات

- ثبت السيقان الخسمة مع بعضها البعض من أحد أطرافها واسندها على مسند كما في الشكل (6-3).
- ثبت بطرف كل ساق قطعة من الشمع وبالحجم نفسه.
- سخن الاطراف الخمسة المتجمعة مع بعضها في ان واحد .
- تلاحظ بعد لحظات أن قطع الشمع تبدأ بالانصهار عندما تصلها الحرارة عن طريق الساق الذي يحملها فتسقط تباعا الواحدة تلو الاخرى وليس في ان واحد,و نلاحظ أن قطعة الشمع المثبتة في ساق النحاس تسقط اولا.

نستنتج من التجربة أن :

1. المعادن موصلات جيدة للحرارة.
2. النحاس أجود الموصلات للحرارة.
3. الزجاج ردئ التوصيل للحرارة.

2-6 طريقة التوصيل

جزيئات الاجسام الصلبة في حالة جركة اهتزازية وبارتفاع درجة حرارة الجسم الصلب تزداد سعة اهتزاز الجزيئات وسرعها لذا تنتقل الطاقة الحرارية في الجسم الصلب بوساطة الإهتزاز.

1-6 انتقال الحرارة

تنتقل الحرارة بطرائق ثلاث هي:

الفصل السادس - الخصائص الحرارية للمادة