حل النشاط 3صفحة 231 في الفيزياء الى ثانوي علمي؟

Question

سؤال حل النشاط 3صفحة 231 في الفيزياء الى ثانوي علمي؟

Answer 1

نشاط 3 صفحة 231 في الفيزياء للسنة الثانية ثانوي علمي

السؤال:

يوجد غاز في أسطوانة مفتوحة من الأسفل، فإذا ضغطنا على الأسطوانة من الأعلى، فهل تتغير طاقة الوضع الحرارية للغاز؟

الجواب:

نعم، تتغير طاقة الوضع الحرارية للغاز إذا ضغطنا على الأسطوانة من الأعلى.

فعندما نضغط على الأسطوانة، فإننا نقوم ببذل شغل على الغاز، وهذا الشغل يتحول إلى طاقة حرارية للغاز. وبالتالي، تزداد طاقة الوضع الحرارية للغاز.

وذلك لأن الطاقة الداخلية للغاز تتكون من طاقة الوضع الحرارية وطاقة الحركة الحرارية. وبما أن الشغل يتحول إلى طاقة حرارية، فإن ذلك يؤدي إلى زيادة طاقة الوضع الحرارية للغاز.

الشرح:

يمكننا حساب مقدار التغير في طاقة الوضع الحرارية للغاز باستخدام العلاقة التالية:

ΔU = W

حيث:

• ΔU هي التغير في طاقة الوضع الحرارية للغاز.
• W هو الشغل المبذول على الغاز.

إذا افترضنا أن التغير في حجم الغاز ضئيل، فإن الشغل المبذول على الغاز يساوي:

W = FΔx

حيث:

• F هي القوة المبذولة على الغاز.
• Δx هو التغير في الحجم.

وإذا كانت القوة المبذولة على الغاز ثابتة، فإن التغير في طاقة الوضع الحرارية للغاز يساوي:

ΔU = FΔx

إذا قمنا بحل هذه المعادلة، نحصل على:

ΔU = FΔx / β

حيث:

• β هي معامل الحجم للغاز.

يمكننا حساب معامل الحجم للغاز باستخدام العلاقة التالية:

β = 1 / V

حيث:

• V هو الحجم الأولي للغاز.

إذا قمنا بوضع هذه العلاقة في المعادلة السابقة، نحصل على:

ΔU = FΔx / V

وهذا يعني أن التغير في طاقة الوضع الحرارية للغاز يتناسب طرديا مع الشغل المبذول على الغاز، وعكسيا مع الحجم الأولي للغاز.

إذا كان الشغل المبذول على الغاز موجبًا، فإن ذلك يعني أن القوة المبذولة على الغاز تكون في نفس اتجاه الضغط، وبالتالي فإن الغاز ينضغط. وفي هذه الحالة، تزداد طاقة الوضع الحرارية للغاز.

أما إذا كان الشغل المبذول على الغاز سالبًا، فإن ذلك يعني أن القوة المبذولة على الغاز تكون في اتجاه معاكس للضغط، وبالتالي فإن الغاز يتمدد. وفي هذه الحالة، تقل طاقة الوضع الحرارية للغاز.

في حالة النشاط المذكور في السؤال، فإن الشغل المبذول على الغاز موجب، وبالتالي فإن طاقة الوضع الحرارية للغاز تزداد.