تلخيص وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية كيمياء صف ثاني عشر

تلخيص وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية صف ثاني عشر الفصل الدراسي الاول كيمياء 

القسم (1) الطاقة 

طبيعة الطاقة :

تستخدم الطاقة في طهي الطعام تحريكات المركبات التدفئة والتبريد الضوء الأجهزة والصناعات 

تنتج الخلايا في جسم الأنسان الطاقة من الطعام تلزم الطاقة للقيام بالأنشطة البدنية والذهنية 

الطاقة : القدرة على القيام بعمل أو إنتاج حرارة 

تنقسم الطاقة إلى :

طاقة وضع كامنة :الطاقة التي تعتمد على تركيب أة موضع جسم ما 

طاقة حركية :الطاقة الناتجة عن حركة الأجسام 

يكون الجسم مثل ( الكرة )طاقة وضع تساوي صفر عند مستوى سطح الأرض وأعلى طاقة حركية وعندما يبدأ حركته للأعلى تزداد طاقة الوضع وتقل الطاقة الحركية حتى يصل الجسم لأعلى نقطة يكون للجسم عندها أعلى طاقة وضع وأقل طاقة حركية لأن الجسم يصل لنقطة سكون ويحدث العكس عند سقوط الجسم يكون مجموع طاقة الوضع والطاقة الحركية ثابتا خلال حركة الجسم 

تحتوي الأنظمة الكيميائية على طاقة حركية وطاقة وضع 

تتناسب الطاقة الحركية مع درجة الحرارة تزداد حركة الجسيمات بارتفاع درجة الحرارة (علاقة طردية )

تعتمد طاقة الوضع للمادة على تكوينها من حيث :

1)أنواع الذرات في المادة 

2)عدد الروابط الكيميائية التي تربط الذرات معا ونوعها 

3)طريقة ترتيب الذرات 

قانون حفط الطاقة أو القانون الأول للديناميكا الحرارية 

في أي تفاعل كيميائي أو عملية فيزيائية يمكن أن تتحول الطاقة من شكل إلى أخر لكنها لا تستحدث ولا تفنى 

تتحول الطاقة من شكل إلى أخر لكنها تبقى محفوظة أي أن مجموع كمية الطاقة تبقى ثابتا 

يمكن تمثيل قانون حفظ الطاقة بأن لديك حسابين في أحد البنوك وقمت بتحويل بعض النقود من أحد الحسابين إلى الحساب الأخر تكون كمبة النقود في كلا الحسابين قد تغيرت لكن مجموع نقودك في البنك لم تتغير 

عندما يتدفق الماء في التوربينات تتحول الطاقة من حركية إلى كهربائية 

عند احتراق غاز البروبان يتحد غاز البروبان مع الأكسجين مكونا ثاني أكسيد الكربون والماء تتحرر طاقة الوضع المختزنة في روابط البروبان إلى طاقة حرارية 

طاقة الوضع الكيميائية 

هي الطاقة المخزنة في مادة نتيجة تركبيها 

طاقة الوضع الكيميائية للبروبان تنتج عن ترتيب ذرات الكربون والهيدروجين وقوة الروابط التي تربط بينهم 

درجة الحرارة :مقياس لمتوسط الطاقة الحركية الجسميات الموجودة في عينه من المادة 

الحرارة :

في طاقة تنتقل من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأقل سخونة 

عندما يفقد الجسم الساخن طاقة تنخفض درجة حرارته وعندما يمتص الجسم الأبرد طاقة ترتفع درجة حرارته 

عندما يحترق الأوكتان (المكون الرئيس للجازولين )في محرك السيارة يتحول جزء من طاقة الوضع الكيميائية إلى شغل يحرك المكابح التي تحرك الأطارات فتتحرك السيارة لكن جزءا كبيرا من طاقة الوضع الكيميائية المختزنة في الأوكتان تنطلق في صورة حرارة

قياس الحرارة 

السعر الحراري : كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من الماء النقي درجة سيليزية واحدة 

عندما يحطم الجسم جزيئات السكر والدهون مكونا ثاني أكسيد الكربون والماء ينتج عن هذا التفاعل الطارد للطاقة حرارة يمكن قياسها بالسعرات الغذائية 

تقاس الطاقة الحرارية وفق النظام الدولي للوحدات بالجول J 

الحرارة النوعية : 

كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من المادة درجة سيليزية واحدة 

لكل مادة حرارة نوعية مميزة لها لأن لكل المادة تركيبا مختلفا عن المواد الأخرى  

المادة التي لها حرارة نوعية كبيرة تسخن ببطء لأنها تحتاج إلى طاقة أكبر لكي ترتفع  درجة حرارة 1g  منها بمقدار 1ْC 

المادة التي لها حرارة نوعية صغيرة تسخن بسرعة وتبرد بسرعة لأنها تحتاج إلى طاقة أقل لكي ترتفع درجة حرارة  1g  منها بمقدار 1ْC

علل: تسخن الأرصفة الأسمنتية في الصيف أسرع من الماء؟

لأن الحرارة النوعية للأسمنت (0.84)أقل من الحرارة النوعية للماء (4.184) فيحتاج الأسمنت إلى مقدار اقل من الطاقة لرفع درجة حرارة قطعة منه -لها كتلة متساوية لكتلة الماء – درجة سيليزية واحدة 

علل: يستخدم الماء في عمليات التبريد إو صناعة مبردات السيارات أو يوضع الماء على الحروق؟

لأن الحرارة النوعية للماء مرتفعة يحتاج إلى طاقة حرارية كبيرة حتى ترتفع درحة حرارة 1gمنه 1C

استخدام الطاقة الشمسة :

يستغل الماء لأخذ الطاقة من الشمس لأن الحرارة النوعية للماء مرتفعة 

يستخدم الماء في عمليات التدفئة  لأن الحرارة النوعية للماء مرتفعة 

علل: تأخير تطوير التقنيات الشمسية للاستخدامات الحياتية ؟

1)الشمس تسطع فترة محددة كل يوم 

2) تراكم الغيوم فوق بعض الأماكن تخفف من كمية أشعة الشمس الساقطة 

3) تكلفة أنتاج الكهرباء من الشمس مرتفعة مقارنة بتكلفة حرق الفحم أو البترول 

تمتص الخلايا الكهروضوئية أشعة الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية دون أن تسبب تلوثا 

الخلايا الفولتية الضوئية تزود رواد الفضاء بالطاقة لكنها لا لا تستعمل لتوفير الطاقة اللازمة للاحتياجات العادية لأن تكلفة إنتاج الكهرباء من الخلايا الفولتية الضوئية مرتفعة مقارنة بتكلفة حرق الفحم أو البترول 

تدريبات القسم (1)

1)أكتب المصطلح العلمي المناسب :

-……………………………القدرة على القيام بعمل أو إنتاج طاقة 

-…………………………الطاقة التي تعتمد على تركيب أو موضع جسم ما 

-………………………..الطاقة الناتجة عن حركة الأجسام 

-………………………..في أي تفاعل كيميائي أو عملية فيزيائية  يمكن ان تتحول الطاقة من شكل إلى أخر لكنها لا تستحدث ولا تفنى 

-……………………..الطاقة المخزنة في مادة نتيجة تركيبها 

-……………………..مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات الموجودة في عينة من المادة 

-……………………..طاقة تنتقل من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأقل سخونة 

-…………………….كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من الماء النقي درجة سيليزية واحدة 1C

-…………………….كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من المادة درجة سيليزية واحدة 1C

2)وضح كيف تتغير الطاقة من شكل إلى الأخر في التفاعل الطاردللطاقة والتفاعل الماص للطاقة 

………………………………………………………………………

3)وضح علاقة الضوء والحرارة في شمعة محترقة بطاقة الوضع الكيميائي ؟

………………………………………………………………

4)كيف تتغير طاقة الوضع الكيميائية لنظام خلال تفاعل ماص للحرارة؟

……………………………………………………………..

5)صف تطبيقات عملية تبين فيها كيف تتغير طاقة الوضع إلى طاقة حركية ؟

………………………………………………………………

6) كيف تتحول الطاقة في الجازولين ؟وما الطاقة الناتجه عن احتراقه في محرك السيارات ؟

…………………………………………………………………………..

7)قارن بين السعر الغذائي والسعر ؟ما العلاقة بين السعر الغذائي والكيلو السعر ؟

………………………………………………………..

8)اشرح كيف تحدد كمبة الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة شيء ما ؟

……………………………………………………………

9)يحتوي أحد أصناف الطعام على 124Kcalكم calيوجد في هذا الصنف من الطعام ؟

…………………………………………………………………

10)لتبخير 2.0g  من الأمونيا يلزم 656cal من الطاقة كم KJ تلزم لتبخير الكتلة نفسها من الأمونيا ؟

…………………………………………………………………………

11)برغي كتلته 25g مصنوع من سبيكة امتصت 250J من الحرارة متغيرت درجة حرارتها من 25C إلى 78C ما الحرارة النوعية للسبيكة ؟

……………………………………………………………………….

القسم (2) الحرارة 

تشعر بالاسترخاء عند الوقوف تحت الدش الدفئ لأن جسمك يمتص حرارة من الماء 

تشعر بالارتعاش عندما تقفز في مسبح بارد لأن جسمك يفقد حرارة 

قياس الحرارة 

المسعر :جهاز معزول حراريا يستخدم لقياس كمية الحرارة الممتصة أو المنطقة في عملية كيميائية أو فيزيائية 

توضع كمية معلومة من الماء في حجرة معزولة لكي تمتص الطاقة المنطلقة من التفاعل أو لتزود الطاقة التي يمتصها التفاعل ويتم قياس التغير في درجة حرارة كتلة الماء 

يستخدم الكيميائيون التغذية نوعا من المسعرات يدعى مسعر الأحتراق