ملخص وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية كيمياء الصف 12 متقدم

ملخص وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية كيمياء الصف 12 متقدم

ملخص وحدة الطاقة والتغيرات الكيميائية 

القسم 1 

الطاقة 

الطاقة : هي القدرة على بذل شغل أو إنتاج حرارة 

انواع الطاقة 

طاقة وضع : هي طاقة مخزونة في الجسم وتعتمد لعى موضع أو تركيب الجسم 

طاقة حركة : هي الطاقة الناتجة من حركة الأجسام 

امثلة للتوضيح 

أ- الطاقة التي تعتمد على موضع الجسم 

1- طاقة الوضع الناجمة عن الجاذبية الأرضية 

2- طاقة الوضع تحت تأثير مجال كهربائي 

3- طاقة وضع تحت تأثير قوة شد مرنة مثل الزنبرك 

ب- الطاقة التي تعتمد على تركيب الجسم ( الطاقة الداخلية ) 

1- طاقة التجاذب بين الألكترونات والبروتونات 

2- طاقة التنافر 

3- طاقة الروابط 

4- طاقة التجاذب بين الجزيئات 

ملاحظة : في منحنى التسخين تتم إضافة منظمة للحرارة إلى مادة ما وحيث أن الحرارة تضاف بمعدل ثابت فإن المسافة على محور الزمن تكون مقياس لكمية الحرارة المضافة 

1- تزداد الطاقة الحركية لجسيمات الماء بازدياد درجة الحرارة 

2- تزداد طاقة الوضع عند امتصاص الحرارة اللازمة للانصهار ( وفي هذه المرحلة ليس من الضروري ان ترتفع درجة الحرارة عند إضافة طاقة حرارية فالحرارة المضافة في هذه المرحلة تؤدي لرفع محتوى الحراري للمادة أي الطاقة المخزونة في الكادة تمهيداً للانتقال للحالة الفيزيائية التالية وكذلك من أجل بذل شغل ضد قوى التجاذب )

3- تزداد الطاقة الحركية للماء بازدياد درجة الحرارة 

4- تزداد طاقة الوضع عند امتصاص الحرارة اللازمة للتبخر( كذلك الحال يتم امتصاص طاقة تتخزن في جزيئات الماء للتغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات تمهيداً لتحويل الماء من الحالة السائلة للحالة الغازية )

تدريب :

أجب عما يلي بكتابة الرقم أو الرمز المناسب 

أ- عند أي زمن تبدأ عملية الانصهار …………..

ب- عند أي زمن تبدأ عملية الغليان ………….. 

ج- ما المرحلة الانتقالية التي يكون فيها الصلب والسائل مجتمعين ………..

د- ما المرحلة الانتقالية التي يكون فيها السائل والغاز  مجتمعين ………..

ه- أي المراحل تكون فيها طاقة الوضع أكبر ما يمكن ……………

الأنظمة الكيميائية وطاقة الوضع وطاقة الحركة 

الطاقة الحركية للمادة :

ترتبط طاقة حركة المادة مباشرة مع الحركة الدائمة العشوائية لجسيمات المادة 

حيث تتناسب طاقة المادة طردياً مع درجة الحرارة 

طاقة الوضع للمادة ( طاقة الوضع الكيميائية )

هي الطاقة المخزونة في الروابط الكيميائية للمادة وتعتمد على

1- أنواع الذرات في المادة 

2- عدد الروابط الكيميائية التي تربط الذرات معاً 

3- نوع الروابط 

4- طريقة تركيب الذرات 

قانون حفظ الطاقة ( القانون الأول في الديناميكا الحرارية )

في أي تفاعل كيميائي او عملية فيزيائية يمكن أن تتحول الطاقة من شكل لأخر ولمنها لا تستحدث ولا تفنى 

مثال 1 : تدفق الماء عبر التوربينات في محطة التوليد الكهرومائية 

1- تتحول طاقة الوضع للماء إلى طاقة حركية 

2- ويتحول جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية عندما يتدفق المائ من فتحة الخزان 

حيث تقوم المياه المندفعه بتدوير التوربين وتوليد الطاقة الكهربائية 

ملاحظات 

س / وضح علاقة الضوء والحرارة في شمعة محترفة بطاقة الوضع الكيميائية 

تتحول طاقة الوضع الكيميائية الموجودة في الشمعة إلى طاقة في صورة ضوء وحرارة وتنطلق هذه الطاقة عندما يحدث تفاعل احتراق كيميائي 

س/ كيف تتغير طاقة الوضع الكيميائية لنظام خلال تفاعل ماص للحرارة ؟

وكيف تتغير طاقة الوضع الكيميائية لنظام خلال تفاعل طارد  للحرارة ؟

س/ صف تطبيقات عملية تبين فيها كيف تتغير طاقة الوضع إلى طاقة حركية ؟

الانهيار الثلجي – حركة اي جسم بعد السكون – سباق السيارات 

س/ في السيارات كيف تتحول الطاقة في الجازولين ؟ وما الطاقة الناتجه عن احترافف في محرك السيارة ؟

بعض طاقة الوضع الكيميائية للجازولين يتحول إلى شغل يحرك المكابس والكثير منها يتحول إلى حرارة 

س/ اكتب المفهوم العلمي الدال على ما يلي 

1-………………هي القدرة على بذل شغل أو أنتاج حرارة 

2-…………….هي الطاقة التي تعتمد على موضع او تركيب الجسم وهي طاقة مخزونة في الجسم 

3-……………..هي الطاقة الناتجه من حركة الأجسام 

4-…………… ترتبط طاقة حركة المادة مباشرة مع الحركة الدائمة العشوائية لجسميات المادة 

5- …………….الطاقة المخزونة في الروابط الكيميائية للمادة 

6-……………في أي تفاعل كيميائي أو عملية فيزيائية يمكن أن تتحول الطاقة من شكل لأخر ولكنها لا تستحدث ولا تفنى 

7-……………غاز يستخدم المستخدم في الطهو والتسخين 

8- ……………..وقود محرك السيارة 

9- ……………..تفاعل فيه تتحول طاقة الوضع الكيميائية – الموجودة في الروابط الكيميائية وبين الذرات – إلى حرارة منطلقة 

10- ……… تفاعل فيه تمتص الحرارة وتتحول إلى طاقة وضع كيميائية مخزونة في الروابط الكيميائية وبين الذرات 

س2 : علل لما يلي :

1- ترتبط طاقة حركة المادة مباشرة مع الحركة الدائمة العشوائية لجسميات المادة 

حيث تتناسب طاقة المادة طردياً مع درجة الحرارة 

2- وضح علاقة الضوء والحرارة في شمعة محترفة بطاقة الوضع الكيميائية 

تتحول طاقة الوضع الكيميائية الموجودة في الشمعة إلى طاقة في صورة وتنطلق هذه الطاقة عندما يحدث تفاعل احتراق كيميائي 

س3: تخير الإجابة الصحيحة من بين ما يلي :

1- في الشكل التالي تكون طاقة الوضع 

أ- أعلى ما يمكن 

ب أقل ما يمكن 

ج- تساوي طاقة الحركة 

2- تمثل فصل الشحنات في بطارية طاقة :

أ- وضع كهربائية    ب- وضع متحولة لحركة     ج- طاقة حرارية       د- طاقة ضوئية 

3- طاقة حركة المادة تتناسب ………..مع درجة الحرارة 

أ- طردياً         ب-  عكسياً       ج- لا يوجد تناسب 

4- تمثل الطاقة المخزونة في الروابط الكيميائية 

أ- طاقة الوضع الكيميائية    ب- طاقة الحركة      ج- طاقة حرارية     د- المحتوى الحراري للمادة 

5- تعتمد طاقة الوضع الكيميائية على كل مما يلي عدا :

أ- أنواع الذرات في المادة 

ب- الحالة الفيزيائية للمادة 

ج- نوع الروابط 

د- طريقة ترتيب الذرات 

6- في حالة احتراق الأوكتان في محرك السيارة تتحول :

أ- طاقة الوضع إلى طاقة حركية وطاقة حرارية 

ب- طاقة الوضع إلى طاقة حركية فقط 

ج- طاقة الوضع إلى طاقة حرارية فقط 

د- لا يحدث تحول طاقة 

الحرارة ودرجة الحرارة 

درجة الحرارة : قياس رقمي لمعدل الطاقة الحركية لجسيمات عينة من المادة 

الحرارة : صورة من صور الطاقة تنتقل تلقائياً من الجسم الساخن إلى الجسم البارد 

وحدات قياس الحرارة 

السعر : هو كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1g من الماء النقي 1C 

ملاحظة : الطاقة الحرارية الناتجة عن الغذاء تقاس بالسعرات الغذائية 

2- الجول : وحدو قياس الطاقة الحرارية في النظام الدولي 

س: تخير الإجابة الصحيحة من بين الإجابات التالية 

1- أي مما يلي يقيس معدل الطاقة الحركية لجسيمات عينة من مادة 

أ- الكيمياء الحركية    ب- الكيمياء الحرارية     ج- سرعة التفاعلات     د- درجة الحرارة 

2- تزداد الطاقة الحركية لجسيمات عينة من مادة عند :

أ- رفع درجة الحرارة      ب- تثبيت درجة الحرارة 

ج- خفض درجة الحرارة     د- إطلاق العينة طاقة على شكل حرارة 

3- الطاقة المتنقلة بين مادتين بسبب الفرق بين درجتي حرارتهما تسمى 

أ- حرارة     ب- كيمياء حرارية   ج- كيمياء حركية       د- درجة الحرارة 

س: صف ما يمكن أن يحدث في الشكل 2-16 عندما يكون الهواء فوق سطح البحيرة أبرد من الماء ؟

إذا كان الهواء بارداً لدرجة كافية فقد يتكاثف بخار الماء الصاعد من البحيرة مكوناً الضباب وتنتقل الحرارة من الماء الأدفا غلى الهواء الأبرد وسيكون الهواء الموجود فوق الماء مباشرة أدفا قليلاً من الهواء المحيط وسيبدو الضباب وهو يرتفع من البحيرة كأنه بخار 

الحرارة النوعية :

هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من المادة سيليزية واحدة 

ملاحظة تستخدم الحرارة النوعية لمقارنة الاختلاف بين المواد في قدراتها على امتصاص الطاقة 

علل : لكل مادة حرارة نوعية مميزة لها 

لأنها لكل مادة تركيب مختلف عن المواد الأخرى ويعود ذلك إلى مدى تراص وترابط ذرات المادة ومن ثم قدرتها على توصيل الحرارة 

علل : الأرصفة الأسمنتية في أيام الصيف أسخن من ماء البحر 

لأن الحرارة النوعية للأسمنت اقل من الحرارة النوعية للماء 

علل : درجة حرارة جسم السيارة ( الحديد ) ظهراً وفي الصيف أعلى بكثير من درجة حرارة ماء البحر 

لأن الحرارة النوعية للحديد أقل من الحرارة النوعية للماء 

علل : استخدام الماء في منظومة تبريد السيارات ؟

بسبب راتفاع الحرارة النوعية للماء 

فسر : اختلاف الحرارة النوعية باختلاف حالات الماء الثلاث موظفاً الجدول المرفق 

التفسير : بالرغم من التشابة في التركيب الكيميائي للماء في حالاته الثلاث إلا أن طبيعة القوى البينية بين وحدة الكتل