الاثنين، 31 أكتوبر، 2016

الديناميكا الحرارية



تمارين  عامة في الديناميكا  الحرارية
السؤال الأول :
اكتب بين القوسين الاسم أو المصطلح العلمي الذي تدل عليه كلً من العبارات التالية :
1)      العلم الذي يدرس التحولات التي تتم بين الحرارة والشغل.                           (     )
2)      الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم ولكن تتحول من صورة لأخ                   (.... )
3)      كميات تستخدم لوصف النظام وصفا دقيقا وتحدد حالته .                            (.... )
4)      التغير الذي يحدث لأي نظام مع الاحتفاظ بدرجة الحرارة للنظام ثابتة               (.  . )
5)      التغير الذي يحدث لأي نظام مع الاحتفاظ بحجم النظام ثابتا .                      (.... )
6)      التغير الذي يحدث لأي نظام بحيث لا يكتسب النظام أو يفقد أي حرارة .          (.  . )
7)      أداة تستخدم لتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي مفيد.                     (.... )
8)      مصدر حراري قادر على تزويد الآلة الحرارية بأي كمية من الحرارة دون حدوث تغير                                ملحوظ في درجة حرارته .                                                      (..... )
9)      مصدر حراري قادر على تلقي أي كمية من الحرارة تلقى إليه دون حدوث تغير ملحوظ في                      درجة حرارته .                                                                  (.... )
10)    مادة يتم بواسطتها تحويل الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي .                   (.... )
11)    النسبة بين الشغل الذي تنتجه الآلة الحرارية وكمية الحرارة التي تمتصها .       (..... )
12)    من المستحيل على آلة حرارية أن تحول الحرارة إلى شغل دون نقل كمية من الحرارة من                          جسم ساخن إلى جسم بارد في نفس الوقت .                                     (.... )
13)    من المستحيل على أي آلة مكتفية بذاتها غير مستعينة بأي عامل خارجي أن تنقل الحرارة من جسم ساخن إلى جسم بارد .                                                (.... )
14)    من المستحيل على أي آلة حرارية أن تعطي شغلا خارجيا نتيجة انتقال الحرارة بين مصدرين   لهما نفس درجة الحرارة                                            (.... )







السؤال الثاني  :
أكمل العبارات العلمية التالية بما يناسبها :
1.      عندما لا يوجد أي تفاعل كيميائي بين عناصر النظام أو بين النظام والوسط المحيط يكون النظام في حالة اتزان ......................
2.      عندما لا يوجد قوى غير متزنة تؤثر على عناصر النظام أو بين النظام والوسط المحيط يكون النظام في حالة اتزان ...................
3.      عندما لا يوجد اختلاف بين درجة حرارة النظام والوسط المحيط يكون النظام في حالة اتزان ................
4.      الكميات المستخدمة لوصف النظام وصفا دقيقا مثل الضغط ودرجة الحرارة تسمى........................
5.      نظام ما يمتص ( 5 k J ) من الحرارة ويبذل عليه شغل مقداره (1000 J ) فتكون مقدار الطاقة الداخلية لهذا النظام مساوية ................................... جول .
6.      نظام ما يمتص ( 2000 J ) من الحرارة ويبذل شغل مقداره (1000 J ) فتكون مقدار الطاقة الداخلية لهذا النظام مساوية ................................... kJ .
7.      نظام ما يمتص ( 200 ) جول من الحرارة تحت حجم ثابت ، فإن قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام تساوي .......................جول .
8.      الشغل الذي يبذله غاز محصور داخل اسطوانة لكي يتمدد حجمه من ( 0.3 m3 ) إلى  ( 1.3 m3 )تحت ضغط ثابت قدره ( 2 × 10 5 Pa ) يساوي ........................... J
9.      إذا بذل شغل قدره (200 J ) لزيادة حجم كمية من غاز موضوع تحت ضغط ثابت قدره  ( ( 2 × 10 5 Pa فإن مقدار التغير في حجم الغاز يساوي ....................لتر .
10.    التغير الأديباتيكي هو التغير الذي ..................أو ......................حرارة .
11.    خلال التغير الأديباتيكي تكون Q  = .................. ، ΔU = ............................
12.    غاز يبذل شغل مقداره (50 J )  عند تمدده  أديباتيكيا" ، فإن ذلك يؤدي إلى ...........طاقته بمقدار ........J
13.    غاز يبذل عليه شغل مقداره (1200 J ) أثناء انضغاطه  أديباتيكيا ، فإن ذلك يؤدي إلى .............درجة حرارته .
14.    التغير الأيزوثيرمي هو التغير الذي يتم مع ..................................................
15.    يسمى التغير الأيزوثيرمي بالتغير ثابت .....................................
16.    في التغير الأيزوثيرمي تكون  ΔU = ............................، Q  =...................
17.    خلال التمدد الحر تكون قيمة W  = ........................... ، قيمة ΔU = ............................
18.    الطاقة الداخلية خلال التمدد الحر ..................................................
19.    الآلة التي تحول الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي تسمى ...............................................
20.    تعمل آلة الجازولين على أساس دورة مثالية تسمى دورة ....................... وهي تتكون من ......... أشواط تتكرر بصفة دورية .
21.    المادة العاملة هي التي يتم بواسطتها تحويل ....................إلى ........................
22.    المادة العاملة في الآلات البخارية هي ........................ وفي آلات الاحتراق الداخلي ...............
23.    خلال شوط الامتصاص في آلة الجازولين يكون صمام الوقود ................ وصمام العادم..............
24.    خلال شوط الانضغاط في آلة الجازولين  يتحرك المكبس داخل الأسطوانة نحو ...................... وينتج عن ذلك ارتفاع في .................. و........................ داخل غرفة الاحتراق .
25.    في آلة الجازولين أثناء شوط الاشتعال والتمدد تحدث .............................بين قطبي شمعة الاشتعال .
26.    في آلة الجازولين خلال شوط .................. يفتح صمام العادم ويرتفع المكبس للأعلى ويطرد نواتج الاحتراق .
27.    تقوم أجهزة التبريد بامتصاص كمية من الحرارة من خزان حراري .............. وطرد كمية من الحرارة إلى خزان حراري ...........................
28.    المادة العاملة في أجهزة التبريد هي غاز ...................
29.    تسمى النسبة بين الشغل الميكانيكي الناتج وكمية الحرارة المعطاه بـ ...........................
30.    آلة حرارية كفاءتها ( 40 % ) ، فإذا امتصت كمية من الحرارة مقدارها ( 500J ) فإن الشغل الناتج منها يساوي ...................
31.    المحرك الذي يعمل بين درجتي الحرارة ( 37OC ) و ( 137OC ) تكون كفاءته العظمى مساوية............
32.    آلة حرارية تمتص كمية من الحرارة مقدارها ( 1200J ) وتطرد منها كمية قدرها( (200J فيكون الشغل الناتج = ................................ ومردود الآلة = .................................................

السؤال الثالث  :
ضع علامة (  ) بين القوسين أمام العبارة الصحيحة و علامة ( × ) في الدائرة الواقعة  أمام العبارة غير الصحيحة في كلٍ مما يلي  :
1.      (           ) يكون النظام في حالة اتزان ميكانيكي عندما لا يوجد اختلاف بين درجة حرارة النظام والوسط المحيط .
2.      (           ) يمكن للنظام أن ينتقل من حالة اتزان إلى حالة اتزان أخرى وذلك عندما تتغير بعض قيم بارامترات الحالة التي تحدد حالة النظام .
3.      (           ) نظام ما يمتص ( 500 J ) من الحرارة ويبذل عليه شغل مقداره ( 400 J ) فتكون قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام مساوية ( 900 J ) .
4.      (           ) نظام يمتص ( 1k J ) من الحرارة ويبذل عليه شغل مقداره ( 500 J ) فتكون قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام مساوية ( ½ k J ) .
5.      (           ) نظام يمتص( 250 J ) من الحرارة تحت حجم ثابت،فإن قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام تساوي( ¼ k J) 6 – نظام ما يبذل عليه شغل قدره ( 1000 J ) عند ثبات درجة حرارته فتكون قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام مساوية ( -1k J ).
6.      (           )  في التغير ثابت درجة الحرارة تكون Q   =  ΔU
7.      (           ) إذا بذل غاز شغلا قدره  ( 4500 J )لكي يتمدد تحت ضغط ثابت قدره ( 2 × 10 5 Pa)   فإن التغير في حجم هذه الكمية من الغاز يساوي ( 90 ) لتر .
8.      (           ) إذا اكتسب نظام متزن كمية من الحرارة  مع الاحتفاظ بحجمه ثابت ، فإن طاقة حركته تزداد وطاقة وضعه تظل ثابتة .
9.      (           ) كمية من غاز موضوعة في اسطوانة تحت ضغط ثابت  فإذا زاد حجمها بمقدار( 2m3 ) عندما بذل شغلا قدره ( 4 k J ) ، فإن الضغط الواقع عليها يساوي ( 50 Pa)    .
10.    (   ) نظام ما يمتص (100 J  ) من الحرارة  ، ويبذل عليه شغل قدره ( 500 J ) في آن واحد ، فإن قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام تساوي ( 600 J ) .
11.    (   ) في التغير الأديباتيكي تكون w  +  U   = 0
12.    (   ) غاز يبذل شغلا خارجيا مقداره ( 20 J ) أثناء تمدده أديباتيكيا , فإن الطاقة الداخلية للنظام تقل بمقدار   ( 20 J ).
13.    (   ) خلال التمدد الحر فإن قيمة U2 = U1 .
14.    (   ) خلال التمدد الحر فإن قيمة w U = .
15.    (   ) المادة العاملة في الآلات البخارية هي خليطا من الهواء والوقود .
16.    (   ) المادة العاملة في آلات الاحتراق تقوم بامتصاص كمية من الحرارة من الخزان الحراري  البارد وتلقي جزءا منها إلي الخزان الحراري الساخن.
17.    (   ) عند عمل آلة الجازولين خلال شوط الإنضغاط يتحرك المكبس داخل الاسطوانة إلي أعلي.
18.    (   ) عند عمل آلة الجازولين خلال شوط الامتصاص يكون صمام الوقود مفتوحا وصمام العادم مغلقا.
19.    (   ) عند عمل آلة الجازولين خلال شوط الاشتعال والتمدد تحدث شرارة كهربائية بين قطبي شمعة الاشتعال ويكتسب الغاز الموجود داخل غرفة الاشتعال كمية قليلة من الحرارة .
20.    (   ) بعد نهاية الاشتعال خلال شوط الاشتعال والتمدد ، يكون الغاز داخل غرفة الاشتعال ذا درجة حرارة عالية  وضغط مرتفع .
21.    (   ) بعد نهاية الاشتعال خلال شوط الاشتعال والتمدد ، يكون الغاز داخل غرفة الاشتعال ذا درجة حرارة عالية  وضغط مرتفع .
22.    (   ) في بداية شوط العادم يغلق صمام العادم .
23.    (   ) بعد نهاية الاشتعال خلال شوط الاشتعال والتمدد ، يتمدد الغاز داخل الاسطوانة ويبذل شغلا يؤدي إلي حركة المكبس إلي أعلي .
24.    (   ) خلال شوط العادم يفتح صمام العادم ويتحرك المكبس داخل الاسطوانة إلي أعلي ويطرد نواتج الاحتراق إلي ماسورة العادم .
25.    (   ) الآلة القابلة للعكس يكون لها أقل مردود .
26.    (   ) مردود الآلة ( كفاءة الآلة ) تساوي دائما ( واحد صحيح )   .
27.    (   ) آلة حرارية تمتص كمية من الحرارة قدرها( 8 kJ ) وتطرد منها كمية قدرها ( 6 kJ ) فإن مردودها يساوي (2  )        .
28.    (   ) الكفاءة العظمي لمحرك يعمل بين درجتي حرارة ( 200 C ) ، (50 C   ) يساوي ( 0.75 )
29.    (   ) الشغل الناتج من محرك كفاءته ( 20 % ) ويمتص كمية من الحرارة قدرها ( 600 J ) يساوي ( 120 )
30.    (   ) آلة حرارية تمتص كمية من الحرارة قدرها ( 500 J ) وتطرد منها كمية قدرها  ( 400 kJ )
31.    (   ) فإن الشغل الناتج يساوي ( 0.1 kJ ) ، ومردود هذه الآلة يساوي ( 0.2 )
32.    (   ) لا يمكن لأي آلة حرارية أن تنقل الحرارة من جسم بارد إلي جسم ساخن دون الاستعانة بعامل خارجي                                                                                                            
السؤال الرابع  :
ضع علامة ( ) في المربع المقابل لأنسب إجابة أو تكمله صحيحة لكل من العبارات التالية :
1.      يوصف النظام بأنه في حالة اتزان ديناميكي حراري عندما :
  يكون في حالة اتزان ديناميكي فقط  يكون في حالة اتزان حراري فقط
يكون في حالة اتزان كيميائي فقط.   عندما تتوفر فيه كل ما سبق
2.      العبارات التالية صحيحة ، عدا عبارة واحدة منها غير صحيحة ، وهي :
يمكن للنظام أن ينتقل من حالة اتزان إلي حالة اتزان أخري ، عندما تتغير بعض قيم محددات الحالة
تتغير حالة النظام المتزن عندما يكتسب أو يفقد كمية من الحرارة
قد يصاحب عملية تحول النظام  - من حالة اتزان إلي حالة اتزان أخري – بذل شغل ميكانيكي
لا يحدث تغير في حالة الاتزان للنظام عندما تتغير الطاقة الداخلية له
3.      لوصف النظام وصفا دقيقا ، فإننا تستخدم عددا من الكميات مثل :
ڤدرجة الحرارة.      الطاقة الداخلية.      الحجم         كل ما سبق
4.      عند تسخين قاعدة اسطوانة مصنوعة من مادة جيدة التوصيل للحرارة  وسطحها الجانبي معزول عزلا حراريا تاما ، وفي داخلها كمية من الغاز ومكبسا حر الحركة عديم الاحتكاك :
فإن التغير في محصلة طاقة النظام يساوي الفرق في محصلة طاقته قبل وبعد التسخين
فإنه لا يحدث تغير في بارامترات الحالة
فإن حجم الغاز يقل ، وضغطه يزداد
فإن حجم الغاز يقل ، وضغطه يقل
5.      يمكن التعبير رياضيا عن القانون الأول للديناميكا الحرارية بالعلاقة :
 ( Q = w  )          ( Q =  U )       ( Q =  U + w )         ( U = - w  )



6.      إذا زاد حجم نظام غازي متزن وزادت درجة حرارته ، عند إضافة كمية من الحرارة ( Q ) إليه ، فإنه علي حسب القانون الأول للديناميكا الحرارية تكون  :
قيمة ( Q ) موجبة ، ( w ) سالبة.    قيمة ( U ) موجبة ، ( w ) موجبة
قيمة ( Q ) سالبة ، ( w ) سالبة.    قيمة ( U ) موجبة ، ( w ) سالبة
7.      عند تطبيق القانون الأول للديناميكا الحرارية،يجب مراعاة العلاقات التالية عدا علاقة واحدة منها وهي :
تكون قيمة ( Q ) موجبة إذا اكتسب النظام كمية حرارة
تكون قيمة ( Q ) سالبة إذا اكتسب النظام كمية حرارة
يكون الشغل ( w ) موجبا عندما يزداد حجم النظام
يكون الشغل ( w ) سالبا عندما يقل حجم النظام
8.      نظام ما يمتص (100 J  ) من الحرارة  ، ويبذل عليه شغل قدره ( 500 J ) في آن واحد ، فإن قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام تساوي :
 ( + 600 J )         ( - 400 J )          ( + 400 J )         ( - 600 J  )
9.      نظام ما يبذل عليه شغل قدره ( 1500 J ) ، ويفقد طاقة قدرها ( 400 J ) ، فإن قيمة الطاقة الداخلية لهذا النظام تساوي :
 ( - 1.9 kJ )         ( + 1.9 kJ )        ( + 1100 J )       ( - 1100 J )
10.    نظام ما يبذل ( 2.5 kJ ) في شغل خارجي  ، وتقل طاقته الداخلية بمقدار ( 700 J ) ، فإن مقدار التغير في الطاقة الحرارية لهذا النظام يساوي :
 ( - 1800 J )        ( + 1800 J )       ( + 3200 J )       ( - 3200 J )
11.    نظام غازي متزن بذل شغلا قدره ( 0.3 kJ ) علي الوسط المحيط ، وفي نفس الوقت زادت طاقته الداخلية بمقدار ( 0.7 kJ ) ، فإن مقدار التغير في الطاقة الحرارية ( Q ) لهذا النظام يساوي :
 ( + 400 J )         ( + 1000 J )       ( - 1000 J )        ( + 0.40  kJ )
12.    نظام غازي متزن امتص كمية من الطاقة الحرارية قدرها ( 1.4 kJ ) ، فإذا لم يتغير حجم هذا النظام ، فإن التغير في طاقته الداخلية يساوي :
 ( - 1.4 kJ )         ( + 1.4 kJ )       ( صفر )    ( الشغل المبذول )
13.    نظام غازي متزن امتص كمية من الطاقة الحرارية ، وفي نفس الوقت بذل عليه شغلا قدره ( 200 J ) ، فإذا كان مقدار التغير في الطاقة الداخلية لهذا النظام يساوي ( 700 J + ) ، فإن كمية الطاقة الحرارية التي امتصها النظام تساوي :
 ( + 500 J )         ( + 900 J )         ( - 500 J )          ( + 700 J )
14.    نظام غازي متزن بذل شغلا قدره ( 800 J ) علي الوسط المحيط ، فإذا لم تتغير درجة حرارته ، فإن مقدار التغير في طاقته الحرارية تساوي :
 ( + 800 J )        ( صفر )     ( - 800 J )          ( + 400 J  )

15.    كمية من غاز حجمها الأصلي ( 5 m3 ) موضوعة  في اسطوانة تحت ضغط ثابت ، فإذا بذل شغلا قدره   (  4 x 105 J ) ، ليصبح حجمها النهائي ( 7 m3 ) ، فإن ضغط هذه الكمية من الغاز يساوي :
 ( 2 x 105 Pa  )   ( 3.33 x 104 Pa  )       ( 8 x 104 Pa  )   ( 5.7 x 104 Pa  )
16.    كمية من غاز حجمها الأصلي ( 3 m3 ) موضوعة  في اسطوانة تحت ضغط ثابت قدره ( 2 x 105 Pa ) فإذا سخنت هذه الكمية من الغاز حتى بذلت شغلا قدره (  4 x 105 J ) ، فإن حجمها النهائي يصبح :
 ( 8 m3 )  ( 5 m3 )   ( 3 m3 )   ( 2 m3 )
17.    كمية من غاز حجمها الأصلي ( 5 m3 ) موضوعة  في اسطوانة تحت ضغط ثابت قدره ( 4 x 103 Pa ) فإذا سخنت هذه الكمية من الغاز حتى أصبح حجمها النهائي (8 m3  ) فإن الشغل المبذول يساوي :
 (  1200 J )         ( 12 kJ )   ( 120 kJ )          (  120 J )
18.    كمية من غاز حجمها الأصلي غير معلوم ، موضوعة في اسطوانة تحت ضغط ثابت قدره( 6 x 104 Pa ) ، فإذا بذل شغلا قدره (  3 x 105 J ) ، ليصبح حجمها النهائي ( 10 m3 ) ، فإن الحجم الأصلي لهذه الكمية من الغاز بوحدة (m3 ) يساوي :
 (  15)       ( 2   )        (5    )      ( 10   )
19.    كمية من غاز حجمها الأصلي ( 5  ) لتر موضوعة  في اسطوانة تحت ضغط ثابت قدره( 2 x 104 Pa ) فإذا سخنت هذه الكمية من الغاز حتى أصبح حجمها النهائي (25  ) لترا ، فإن الشغل المبذول يساوي :
 (  4000 J )         ( 400 kJ )          ( 400 J )   (  400 kJ )
20.    إذا اكتسب نظام متزن كمية من الحرارة مع الاحتفاظ بحجمه ثابت ، فإنه حسب القانون الأول للديناميكا الحرارية نجد أن :
 ( Q = w  )          ( Q =  U )       ( Q =  U + w )         ( U = - w  )
21.    إذا اكتسب نظام متزن كمية من الحرارة مع الاحتفاظ بحجمه ثابت ، فإن :
الشغل المبذول يساوي صفر.         الطاقة الداخلية للنظام تظل ثابتة
تظل درجة حرارته ثابتة.    تقل طاقة حركة جزيئاته
22.    في التغير ثابت درجة الحرارة  ( التغير الأيزوثيرمي ) :
 ( Q = w  )         ( Q =  U )       ( Q =  U + w )         ( U = - w  )
23.    في التغير ثابت كمية الحرارة ( التغير الأديباتيكي ) تكون :
 ( Q = w  )          ( Q =  U )       ( Q =  U + w )         ( U = - w  )
24.    في التغير ثابت كمية الحرارة ( التغير الأديباتيكي ) أحد العبارات التالية غير صحيحة ، وهي :
  عندما نضغط الغاز ، فإنه ينكمش وتقل درجة حرارته
  عندما نضغط الغاز ، فإنه ينكمش وترتفع درجة حرارته
إذا سمح لهذا النظام بالتمدد فإن درجة حرارته تقل                     
لا يفقد النظام أو يكتسب حرارة      

25.    غاز يبذل شغلا خارجيا مقداره ( 20 J ) أثناء تمدده أديباتيكيا ، فإن ذلك يؤدي إلي :
  ارتفاع  درجة حرارة الغاز .         نقص طاقته الداخلية بمقدار ( 20 J ) 
زيادة طاقته الداخلية بمقدار ( 20 J )         عدم تغير درجة حرارة الغاز
26.    التغيرات التالية تحدث خلال التمدد الحر للغازات ، عدا تغيرا واحدة منها وهو :
التغير في الطاقة الداخلية للنظام (  0 = U )      
التغير في كمية الطاقة الحرارية للنظام ( 0 = Q )
الشغل الذي يبذله الغاز ( 0 = w )          
مجموع الطاقات الداخلية للنظام ( 0 = U2  +  U1 )
27.    المادة العاملة :
تتكون من خليط من الهواء والوقود في آلات الاحتراق الداخلي مثل السيارات
تقوم بامتصاص كمية من الحرارة من الخزان الحراري البارد وتلقي جزءا منها إلي الخزان الساخن
تتكون من خليط من الهواء والوقود في الآلات البخارية
تتكون من البخار في آلات الاحتراق الداخلي
28.    تتركب الآلة الحرارية من الأجزاء التالية :
خزان حراري ساخن ( قادر علي تزويدها بأي كمية من الحرارة ) فقط                          
خزان حراري بارد ( قادر علي تلقي أية كمية حرارة تلقي إليه ) فقط
مادة عاملة تمتص حرارة من الخزان الساخن وتبذل شغلا ثم تطرد بقية الحرارة إلي الخزان البارد فقط
جميع ما سبق
29.    تعمل الآلة الحرارية علي :
تحويل الشغل إلي حرارة.     تحويل الحرارة إلي شغل
تحويل الحرارة إلي طاقة داخلية      تحويل الطاقة الداخلية إلي حرارة
30.    خلال شوط الامتصاص في آلة الجازولين :
ڤيتحرك المكبس داخل الاسطوانة إلي أعلي                         ڤيكون صمام الوقود مغلقا
ڤيزداد الضغط داخل الاسطوانة عن الضغط خارجها              ڤيكون صمام العادم مغلقا
31.    مردود الآلة ( كفاءة الآلة ) :
تساوي دائما واحد صحيح .  أقل دائما من واحد صحيح
أكبر دائما من واحد صحيح تساوي ناتج قسمة الحرارة الممتصة علي الشغل الناتج       
32.    الكفاءة العظمى لمحرك يعمل بين درجتي حرارة { 100˚c , 5000˚c } تساوي :
  qصفر         q  2%          q  93%        96% q  
        
33.    العبارة غير الصحيحة من العبارات التالية هي :
تقوم المضخات الحرارية وأجهزة التبريد بالعملية العكسية للآلة الحرارية
تقوم المضخات الحرارية وأجهزة التبريد بامتصاص كمية من الحرارة من خزان حراري بارد
تقوم المضخات الحرارية وأجهزة التبريد بطرد كمية من الحرارة إلي خزان حراري ساخن
في المضخات الحرارية وأجهزة التبريد يتم نقل كمية من الحرارة من جسم ساخن إلي جسم بارد
34.    العبارة غير الصحيحة من العبارات التالية ،  والتي تدل علي ما يحدث خلال شوط الاشتعال والتمدد في آلة الجازولين هي :
في بداية هذا الشوط تحدث شرارة كهربائية بين قطبي شمعة الاشتعال فيشتعل بخار الجازولين
يكتسب الغاز الموجود داخل غرفة الاشتعال كمية كبيرة من الحرارة دون تغير يذكر في الحجم
بعد نهاية الاشتعال ، يكون الغاز داخل غرفة الاشتعال ذا درجة حرارة منخفضة وضغط منخفض   
بعد نهاية الاشتعال يتمدد الغاز داخل الاسطوانة ويبذل شغلا يؤدي إلي حركة المكبس إلي أسفل      
35.    العبارة غير الصحيحة من العبارات التالية ، والتي تدل علي ما يحدث خلال شوط العادم في آلة الجازولين هي :
يتحرك المكبس داخل الاسطوانة إلي أعلي.  يغلق صمام العادم في بداية هذا الشوط
يطرد نواتج الاحتراق إلي ماسورة العادم.    يفتح صمام العادم
36.    الكفاءة العظمي لمحرك يعمل بين درجتي حرارة ( 337 C ) ، (32 C   ) تساوي :
 ( % 60 )   ( 0.5 )      ( 0.75 )    ( 0.25 )
37.    الكفاءة العظمي لمحرك يحتوي علي الزئبق كمادة عاملة ، درجة حرارة خزانه الساخن تساوي(357 C ) درجة حرارة خزانه البارد تساوي (199.5 C  ) تساوي :
 ( 0.25 )    ( 0.33 )    ( 0.75 )    ( 0.67 )
38.    الشغل الناتج من محرك كفاءته ( 25 % ) ويمتص كمية من الحرارة قدرها ( 800 J ) يساوي :
 (  200 J )  (  600 J)   ( 32 J )     ( 3.125 x 10-2 J )
39.    آلة حرارية تمتص كمية من الحرارة قدرها( 1000 J ) وتطرد منها كمية قدرها ( 0.8 kJ ) فإن :
الشغل الميكانيكي الناتج يساوي ( 0.2 k J  ) ، ومردود هذه الآلة يساوي ( 0.2 )                      
الشغل الميكانيكي الناتج يساوي ( 200 J  ) ، ومردود هذه الآلة يساوي ( 0.1 )                        
الشغل الميكانيكي الناتج يساوي ( 0.2 k J  ) ، ومردود هذه الآلة يساوي ( 0.1 )             
الشغل الميكانيكي الناتج يساوي ( 200 J  ) ، ومردود هذه الآلة يساوي ( 1.25 )





السؤال الخامس  :
                        ا ) علل لما يلى تعليلا علميا صحيحا  :
1 ) الشغل المبذول يساوي ( صفر ) عندما يتم التغير تحت حجم ثابت
2 ) التغير في الطاقة الداخلية للنظام تساوي ( صفر ) عندما يتم التغير عند درجة حرارة ثابتة
3 ) التغير ثابت درجة الحرارة ( التغير الأيزوثيرمي )  يجب أن يتم ببطء شديد
2 ) التغير ثابت كمية الحرارة ( التغير الأديباتيكي )  يجب أن يتم بسرعة أو فجأة
3 ) في التغير ثابت كمية الحرارة ( التغير الأديباتيكي ) عندما نضغط الغاز ، فإنه ينكمش وترتفع درجة حرارته
4 ) عند تمدد غاز موجود داخل اسطوانة معزولة عزلا حراريا جيدا ، فإن درجة حرارة النظام تقل
5 ) الطاقة الداخلية خلال التمدد الحر لا تتغير
6 ) تسمي آلة الجازولين بالآلة ذات الأربعة آشواط
7 ) يستخدم غاز الفريون كمادة عاملة داخل أجهزة التبريد

                     ب) ماذا يحدث في كل من الحالات التالية ؟
1- لمقدار حجم الغاز المحبوس داخل اسطوانة يتحرك بداخلها مكبس عديم الاحتكاك عند اكتسابه كمية من الحرارة
..............................................................................................................
2-لقيمة الطاقة الداخلية للنظام عندما يمتص كمية من الحرارة مقدارها ( 4 kJ ) ويبذل شغلا مقداره ( 300 J  )
..............................................................................................................
3- عند حدوث تمدد أديباتيكيا لنظام ما .
..............................................................................................................
4- عند استخدام مادة عاملة في الآلة الحرارية .
..............................................................................................................
  5- لدرجة الحرارة في الجزء ( A    ) والجزء ( B   ) من الإناء الموضح بالشكل والمعزول عزلا حراريا تاما
وذلك عند سحب الغشاء الفاصل بينهما فجأة .

        



السؤال السادس :
                                         حل المسائل التالية :
1 ) اوجد التغير في الطاقة في الطاقة الداخلية للنظام في كل من الحالات التالية : 
ا –   نظام ما يمتص ( 4 kJ ) من الحرارة ويبذل في نفس الوقت ( 700 J ) في شغل خارجي
ب –  نظام ما يمتص ( 1200 J ) من الحرارة ويبذل عليه شغل قدره ( 700 J ) في  آن واحد
جـ – نظام ما يمتص ( 6 kJ ) من الحرارة ويبذل في نفس الوقت ( 0.8 kJ ) في شغل خارجي
د –   نظام ما يمتص ( 2200 J ) من الحرارة ويبذل عليه شغل قدره ( 1.4 k J ) في  آن واحد
هـ – نظام ما يمتص ( 400 J ) من الحرارة تحت حجم ثابت
و -   نظام ما يمتص ( 2 kJ ) من الحرارة تحت حجم ثابت
2 )  احسب الشغل الخارجي الذي يبذله غاز لكي يتمدد حجمه من ( 5  ) لتر إلي ( 25  ) لتر تحت ضغط ثابت قدره ( 3 x 105  Pa )

3 ) احسب الشغل الخارجي الذي يبذله غاز لكي يزداد حجمه من ( 10 m3 )  إلي ( 20 m3 ) تحت ضغط ثابت قدره ( 2 x 104 Pa )

4 ) كمية معينة من غاز حجمها ( 4 m3 ) موضوعة في اسطوانة بها مكبس محكم حر الحركة أعطيت كمية من الطاقة الحرارية فولدت شغلا قدره ( 4 x 105  J ) ، تحت ضغط ثابت عند ( 5 x 104 Pa ) ، فاحسب حجمها النهائي

5 ) احسب الكفاءة العظمي لآلة حرارية تعمل بين درجتي حرارة ( 237 C ) ، ( 27 C )

6 ) احسب الشغل الناتج عن محرك مردوده ( % 30  ) إذا امتص كمية من الحرارة قدرها ( 600 J )

7 ) محرك يمتص كمية من الحرارة قدرها ( 500 J ) ويطرد منها ( 400 J ) احسب مردود هذا المحرك

8 ) آلة حرارية درجة حرارة خزانها الساخن (C  287 ) ، ودرجة حرارة خزانها البارد (C  87 ) ، احسب الكفاءة العظمي لهذه الآلة

9 ) احسب المردود الأعظم لآلة حرارية تعمل بين درجتي (100 °C  ) ، ( 0 °C ) وإذا أعطيت هذه الآلة
كمية من الحرارة تعادل ( 4000 J ) ، فما مقدار  الشغل الذي تنتجه هذه الآلة  ؟ وكم تكون كمية الحرارة المطرودة إلي الخزان الحراري البارد ؟

10) إذا كانت درجة حرارة الخزان الحراري الساخن في آلة حرارية هي (127 °C  ) ، وكانت تستهلك في كل دورة  (1000 J  )  يلقى منها ( 750 J ) في الخزان البارد فكم تكون درجة حرارة هذا الخزان ؟

11 ) آلة حرارية درجة حرارة خزانها البارد ( 7 °C ) و مرودها الأعظم (   0.23) احسب درجة حرارة خزانها الساخن

12 ) آلة حرارية درجة حرارة خزانها الساخن ( 100 °C ) ودرجة حرارة خزانها البارد (  13 °C ) ، احسب :
ا – المردود الأعظم لهذه الآلة
ب – مقدار الشغل الذي تنتجه هذه الآلة عندما تلقى كمية من الحرارة مقدارها ( 8000 J  )
جـ – كمية الحرارة المطرودة إلى الخزان البارد في هذه الحالة

13 ) آلة حرارية مردودها الأعظم ( 0.2  ) ودرجة حرارة خزانها البارد (27 °C  )  احسب :
 ا – درجة حرارة خزانها الساخن
ب – مقدار الشغل الذي تنتجه عندما تكتسب كمية من الحرارة مقدارها (5000 J  )
جـ – كمية الحرارة الملقاة في الخزان البارد

14 ) كمية من غاز حجمها (0.01 m3  ) تحت ضغط ( 1 x 105 Pa ) اكتسب كمية من الحرارة حتى اصبح حجمها
 ( 0.012 m3 ) مع بقاء ضغطها  ثابت ، احسب الشغل الذي يبذله الغاز

15 ) كمية من غاز تشغل حجما قدره (20  ) لتر اكتسبت كمية من الحرارة فازداد حجمها إلى (300  ) لتر مع بقاء درجة حرارتها ثابتة ، احسب كمية الحرارة المكتسبة إذا كان الضغط الواقع عليها يساوي ( 2 x 104 Pa )

16 ) قارن بين المردود الأعظم للآلتين حراريتين إذا كان درجة حرارة الخزان الساخن لآلة الأولى (100 °C  )     ودرجة حرارة الخزان الساخن للآلة الثانية (300 °C  ) علما بأن درجة حرارة الخزان البارد واحدة للآلتين
و تساوى (20 °C  )

17 ) آلة حرارية قابلة للعكس درجة حرارة خزانها الساخن (100 °C  ) و درجة حرارة خزانها البارد (20 °C )
امتصت حرارة قدرها ( 4000 J ) ، احسب كمية الحرارة الملقاة في الخزان الحراري البارد

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق