الاثنين، 31 أكتوبر، 2016

تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية



تغيرات حالة المادة وقوانين الديناميكا الحرارية
58. كانت إحدى طرائق التبريد قديماً تقتضي استخدام لوح من الجليد كتلته 20.0 kg يومياً في صندوق الجليد المنزلي. وكانت درجة حرارة الجليد 0.0 ˚C عند استلامه. فما مقدار الحرارة التي يمتصها القالب في أثناء انصهاره؟ 6.68x106 J
.59 كثفت عينة من الكلوروفورم كتلتها 40.0 g من بخار عند درجة 61.6 ˚C إلى سائل عند درجة 61.60 ˚C, فانبعثي حرارة بمقدار 9870 j, ما الحرارة الكامنة لتبخر الكلوروفورم؟ 2.47x105 J/kg
.60 تحركت سيارة كتلتها 750 kg بسرعة 23 m/s ثم توقفت بالضغط على المكابح. فإذا احتوت المكابح على 15 kg من الحديد الذي يمتص الحرارة. فما مقدار الزيادة في درجة حرارة المكابح؟ 29˚C
.61 ما مقدار الحرارة المضافة إلى كتلة 10.0 g من الجليد عند درجة -20.0 ˚C لتحويلها إلى بخار ماء عند درجة 120.0 ˚C؟ 3.09x104 J
.62 تتحرك رصاصة كتلتها 4.2 g بسرعة 275 m/s فتصطدم بصفيحة فولاذية وتتوقف, فإذا تحولت طاقتها الحركية كلها إلى طاقة حرارية دون فقدان أي شيء منها, فما مقدار التغير في درجة حرارتها؟ 290 ˚C
.63 ينتج كل 100 mL من مشروب خفيف طاقة مقدارها 1.7 kj, فإذا كانت العلبة منه تحتوي على 375 mL, وشربت فتاة العلبة وأرادت أن تفقد مقدار ما شربته من الطاقة من خلال صعود درجات سلم, فما مقدار الارتفاع الذي ينبغي أن تصعد إليه الفتاة إذا كانت كتلتها 65.0 kg؟ 10 m
مراجعة عامة
.64 ما كفاءة المحرك الذي ينتج 2200 j/s عندما يحرق من البنزين ما يكفي لإنتاج 5300 j/s؟ وما مقدار الحرارة الضائعة التي ينتجها المحرك كل ثانية؟
3100 J , 42%
.65 مكبس أختام تبذل آلة أختام معدنية في مصنع 2100 j من الشغل في كل مرة تختم فيها قطعة معدنية. ثم تغمس كل قطعة مختومة في حوض يحتوي 32.0 kg من الماء للتبريد. فمل مقدار الزيادة في درجات حرارة الحوض في كل مرة تغمس فيها قطعة معدنية مختومة؟ 0.016 ˚C
66. تحركت سيارة كتلتها 1500 kg بسرعة 25 m/s, ثم توقفت تماماً عن الحركة بعد ضغط سائقها على الكوابح. ما مقدار التغير في درجة حرارة الكوابح إذا أودعت كامل طاقة السيارة في الكوابح المصنوعة من الألمونيوم والتي كتلتها 45kg؟12 ˚C





.67 الشاي المثلج لتصنع الشاي المثلج تمزجه بالماء الساخن, ثم تضيف إلية الجليد. فإذا بدأت بمقدار 1.0 L من الشاي عند درجة 0 ˚C؟ وهل من الأفضل ترك الشاي يبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل إضافة الجليد إليه؟
1.1 kg ، لذلك تحتاج إلي جليد أكثر قليلا من الشاي ولكن هذه النسبة ستقلل من تركيز الشاي لذلك اترك الشاي يبرد إلي درجة حرارة الغرفة قبل إضافة الجليد
.68 وضع قالب من النحاس عند درجة 100.0 ˚C ملامساً قالباً من الألمونيوم عند 20.0 ˚C, كما في الشكل 5-20. ما الكتل النسبية للقالبين إذا كانت درجة الحرارة النهائية لهما 60.0 ˚C؟
لقالب النحاس كتلة اكبر 2.3 مرة من كتلة قالب الالومنيوم
.69 ينزلق قالب من النحاس كتلته 0.53 kg على سطح الأرض, ويصطدم بقالب مماثل يتحرك في الاتجاه المعاكس بمقدار السرعة نفسه. فإذا توقف القالبان بعد الاصطدام, وازدادت درجة حرارتهما بمقدار0.20 ˚C نتيجة التصادم. فما مقدار سرعتيهما قبل الاصطدام؟ 12 m/s
.70 ينزلق قالب من الحديد كتلته 2.2 kg على سطح خشن. فإذا كانت سرعته الابتدائية 2.5 m/s وسرعته النهائية 0.5 m/s, فما مقدار ما ينصهر من قالب الجليد نتيجة للشغل المبذول بفعل الاحتكاك؟ 2x10-5 kg
التفكير الناقد
.71 حلل ثم استنتج ينتزع محرك حراري معين 50.0 j من الطاقة الحرارية من مستودع حار عند درجة حرارة TH = 545 k, ويبعث 40.0 j من الحرارة إلى مستودع بارد عند درجة حرارة TL = 325 k . كما يعمل على نقل الإنتروبي من مستودع إلى آخر أيضاً خلال العملية.
.a كيف يعمل المحرك على تغيير الإنتروبي الكلي للمستودعين؟ 0.313 J/K
.b ماذا سيكون تغير الإنتروبي الكلي في المستودعات إذا كانت TL = 205 k؟ 0.103 J/K
ازداد التغير الكلي في الانتروبي في المستودعات وفي الكون تقريبا بمعامل يساوي 3
72. حلل ثم استنتج تزداد عمليات الأيض للاعبي كرة القدم خلال اللعبة بمقدار 30.0 W. ما مقدار العرق الذي يجب أن يتبخر من اللاعب كل ساعة ليبدد هذه الطاقة الحرارية الإضافية؟ 0.0478 kg
.73 حلل ثم استنتج يستخدم الكيميائيون المسعر لقياس الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية. فعلى سبيل المثال, يذيب كيميائي جزيئاً من مسحوق مادة في مسعر يحتوي 0.5 kg من الماء, فتتحطم الجزيئات وتتحرر طاقة ربطها مع الماء, فتزداد درجة حرارة الماء إلى 2.3 ˚C. ما مقدار طاقة الربط لكل جزئ مع هذه المادة؟ 4.8x10-19 J لكل جزيء
.74 تطبيق المفاهيم تعد الشمس مصدر جميع أشكال الطاقة على الأرض. حيث تكون درجة حرارة سطح الشمس104 k تقريباً. ماذا يحدث للعالم لو كانت درجة حرارة سطح الشمس 103 k؟
تختلف الإجابات من طالب لآخر وتكون حول تغير متوسط درجات الحرارة على الأرض وأنماط الطقس المختلفة وأصناف النباتات وأنواع الحيوانات المنقرضة


الكتابة في الفيزياء
.75 لقد تأثر فهمنا للعلاقة بين الحرارة والطاقة لأعمال بنجامين ثومسون, وكونت رمفورد, وجيمس جول. حيث اعتمدوا على النتائج التجريبية لتطوير أفكارهم. تحقق من التجارب التي قاموا بها, وقدر هل من الإنصاف تسمية وحدة الطاقة بالجول بدلاً من ثومسون؟
كان الاعتقاد أن الحرارة سائل يتدفق من جسم إلي أخر واعتقد كونت رمفورد أن الحرارة تحدث بسبب حركة الجزيئات في المعدن ولم تلق أفكاره قبولا واسعا في حين اجري جول قياسات دقيقة فقاس التغير في درجة الحرارة الذي يسببه إضافة حرارة أو بذل شغل على كمية من الماء واثبت أن الحرارة صفة مميزة للطاقة وان الطاقة محفوظة فاستحق جو لان ينسب له الفضل وتسمي الوحدة باسمه
.76 للماء حرارة نوعية كبيرة غير عادية, كما أن كلاً من الحرارة الكامنة لانصهاره وتبخره عالية. ويعتمد الطقس على الماء في حالاته الثلاث. تُرى كيف يكون العالم إذا كانت خصائص الماء الحرارية مثل خصائص المواد الأخرى كالميثانول مثلاً؟
إن الحرارة النوعية الكبيرة وحرارتي الانصهار والتبخر الكبيرتين تعني أن الماء في حالاته الثلاث يمكنه أن يخزن كمية كبيرة من الطاقة الحرارية دون أن يحدث تغيير كبير في درجات حرارته وهذا له تأثيرات كثيرة
مراجعة تراكمية
.77 ترفع رافعة أوزاناً مقدار كتلها 180 kg إلى ارتفاع 1.95 m. ما مقدار الشغل الذي تبذله الرافعة لرفع الكتلة؟
3400 J
.78 في عرض للقوة طُلب مجموعة إلى مجموعة من الجنود الأشداء دحرجة صخور كتلة كل منها 215 kg إلى أعلى تل ارتفاعه 33 m, فإذا كان بإمكان أحد المشاركين توليد متوسط القدرة 0.2 kW, فكم صخرة خلال 1 h يستطيع أن يدحرج إلى أعلى التل؟ عشرة صخور في ساعة واحدة



اختبار مقنن

أسئلة اختيار من متعدد
اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي:
.1 أي تحويلات درجات الحرارة التالية غير صحيح؟
A. – 273 ˚C = 0 k
B. 273 ˚C = 546 k
C. 298 k = 571 ˚C
D. 88 k = -185 ˚C
C
.2 ما وحدات الإنتروبي؟
A. j/k
B. k/j
C. j
D. kj
A
.3 أي العبارات الآتية, والمتعلقة بالاتزان الحراري غير صحيحة؟
A. عندما يكون جسمان في حالة اتزان فإن الإشعاع الحراري بين الجسمين يستمر في الحدوث.
B. يستخدم الاتزان الحراري في صنع الطاقة في المحرك الحراري.
C. يستخدم مبدأ الاتزان الحراري في الحسابات المسعرية.
D. عندما لا يكون جسمان في حالة اتزان فإن الحرارة ستتدفق من الجسم الساخن إلى الجسم الأبرد منه.
B
4. ما كمية الحرارة اللازمة لتسخين 87 g من الميثانول المتجمد عند 14 k إلى بخار عند 340 k؟ (درجة انصهاره = -97.6 ˚C, درجة غليانه = 64.6 ˚C).
A. 17 kj
B. 69 kj
C. 1.4 × 102 kj
D. 1.5 × 102 kj
D


5. أي العبارات التالية المتعلقة بالطاقة والإنتروبي وتغيرات الحالة صحيحة؟
A. يزيد تجميد الماء من طاقته حيث يكتسب ترتيباً جزيئياً باعتباره تحول إلى مادة صلبة.
B. كلما كانت السعة الحرارية النوعية للمادة أكبر زادت درجة حرارة انصهارها.
C. حالات المادة ذات الطاقة الحركية الأكبر يكون لها إنتروبي أكبر.
D. لا يمكن أن تزداد الطاقة والإنتروبي في الوقت نفسه.
C
.6 ما مقدار الحرارة اللازمة لتدفئة 363 mL من الماء في زجاجة أطفال من 24 ˚C إلى 38 ˚C؟
.A 21 kj
.B 36 kj
.C 121 kj
.D 820 kj
A
.7 تكون هناك دائماً كمية من الحرارة المفقودة في المحرك الحراري؛ لأن:
A. الحرارة لا تنتقل من الجسم البارد إلى الجسم الساخن.
B. الاحتكاك يعمل على إبطاء المحرك.
C. الإنتروبي يزداد في كل مرحلة.
.D مضخة الحرارة تستخدم طاقة.
C
.8 ما مقدار الحرارة الممتصة عندما ينصهر 81 g من الجليد عند درجة 0.0 ˚C في دورق ويسخن إلى 10 ˚C؟
A. 0.34 kj
B. 27 kj
C. 30 kj
D. 190 kj
C
9. إذا بذلت 0.050 j من الشغل على القهوة في الفنجان في كل مرة تحركها, فما مقدار الزيادة في الإنتروبي في 125 mL من القهوة عند درجة 65 ˚C عندما تحركها 85 مرة؟
A. 0.013 j/k
B. 0.050 j
C. 0.095 j/k
D. 4.2 j
A
الأسئلة الممتدة
.10 ما الفرق بين الحرارة اللازمة لصهر 454 g من الجليد عند 0.0 ˚C, والحرارة اللازمة لتحويل 454 g من الماء عند 100 ˚C إلى بخار؟ وهل مقدار الفرق أكبر أم أقل من كمية الطاقة اللازمة لتسخين 454 g من الماء عند 0.00 ˚C إلى 100.0 ˚C؟
للصهر=152 kJ وللتبخير=1030 kJ
يتطلب التحويل إلي بخار طاقة اكبر بمقدار 878kJ
وللتسخين=190 kJ
إن الفرق في الطاقة بين الحالتين اكبر من الطاقة التي يتطلبها تسخين الماء في الحالة السائلة





الفصل السادس(حالات المادة)

6-1 خصائص الموائع

مسائل تدريبية
.1 إذا كان الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر يساوي 1.0 × 105 Pa تقريباً, فما مقدار القوة التي يؤثر بها الهواء عند مستوى سطح البحر في سطح مكتب طوله 152 cm وعرضه 76 cm؟ 1.2x105 N
.2 يلامس إطار سيارة سطح الأرض بمساحة مستطيلة عرضها 12 cm وطولها 18 cm, فإذا كانت كتلة السيارة 925 kg, فما مقدار الضغط الذي تؤثر به السيارة في سطح الأرض إذا استقرت ساكنة على إطاراتها الأربعة؟ 100 kPa
.3 كتلة من الرصاص أبعادها 5.0 cm × 10.0 cm × 20.0 cm تستقر على الأرض على أصغر وجه, فإذا علمت أن كثافة الرصاص 11.8 g/cm3, فما مقدار الضغط الذي تؤثر به كتلة الرصاص في سطح الأرض؟ 23 kPa
.4 يمكن أن يصبح الضغط في أثناء الإعصار أقل 15 % من الضغط الجوي المعياري, افترض أن الإعصار حدث خارج باب طوله195 cm وعرضه 91 cm, فما مقدار القوة المحصلة التي تؤثر في الباب نتيجة هبوط مقداره 15 % من الضغط الجوي المعياري؟ وفي أي اتجاه تؤثر القوة؟ 2.7x104 N تتجه من داخل المنزل إلي خارجه
.5 يلجأ المهندسون في المباني الصناعية إلى وضع المعدات والآلات الثقيلة على ألواح فولاذية عريضة, بحيث يتوزع وزن هذه الآلات على مساحات أكبر. فإذا خطط مهندس لتركيب جهاز كتلته 454 kg على أرضية صممت لتتحمل ضغطاً إضافياً مقداره 5.0 × 104 Pa, فما مساحة صفيحة الفولاذ




مسائل تدريبية
.6 يُستخدم خزان من الهليوم ضغطه 15.5 × 106 Pa, ودرجة حرارته 293 k, لنفج البالون على صورة دمية, فإذا كان حجم الخزان 0.020 m3, فما حجم البالون إذا امتلأ عند 1.00 ضغط جوي, ودرجة حرارة 323 k؟ 3.4 m3
7. ما مقدار كتلة غاز الهيليوم في المسألة السابقة إذا علمت أن الكتلة المولية لغاز الهيليوم 4.00 g/mol؟ 510 g
8. يحتوي خزان على 200.0 L من الهيدروجين درجة حرارته 0.0 ˚C ومحفوظ عند ضغط مقداره 156 kPa, فإذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 95 ˚C, وانخفض الحجم ليصبح 175 L, فما ضغط الغاز الجديد؟ 240 kPa
9. إن معدل الكتلة المولية لمكونات الهواء (ذرات الأكسجين الثنائية وذرات النيتروجين الثنائية بشكل رئيس) 29 g/mol تقريباً, فما حجم 1.0 kg من الهواء عند ضغط يساوي الضغط الجوي و20.0 ˚C؟ 0.83 m3


6-1 مراجعة
.10 الضغط والقوة افترض أن لديك صندوقين, أبعاد الأول 20 cm × 20 cm × 20 cm, وأبعاد الثاني 20 cm × 20 cm × 40 cm.
.a قارن بين ضغطي الهواء في المحيط الخارجي لكل من الصندوقين؟
ضغطي الهواء متساويان على الصندوقين
.b قارن بين مقداري القوة الكلية للهواء المؤثرة في كل من الصندوقين؟
بما أن F=PA لذلك تكون القوة الكلية للهواء اكبر على الصندوق ذي المساحة الكبرى ولان المساحة السطحية للصندوق الثاني ضعف المساحة السطحية الكلية عليه ضعف القوة الكلية على الصندوق الأول
.11 علم الأرصاد الجوية يتكون منطاد الطقس الذي يستخدمه الراصد الجوي من كيس مرن يسمح للغاز في داخله أن يتمدد بحرية. إذا كان المنطاد يحتوي على 25.0 m3 من غاز الهيليوم وأطلق من منطقة عند مستوى سطح البحر, فما حجم الغاز عندما يصل المنطاد ارتفاع 2100 m, حيث الضغط عند ذلك الارتفاع 0.85 × 105 Pa؟ افترض أن درجة الحرارة ثابتة لا تتغير. 31 m3
.12 انضغاط الغاز تحصر آلة احتراق داخلي في محرك كمية من الهواء حجمها 0.00021 m3 عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة 303 k, ثم تضغط الهواء بسرعة ليصل إلى ضغط مقداره 20.1 × 105 Pa وحجم 0.0003 m3, ما درجة الحرارة النهائية للهواء المضغوط؟ 900 K
.13 الكثافة ودرجة الحرارة إذا كانت درجة الحرارة الابتدائية للماء 0 ˚C, فكيف تتغير كثافة الماء إذا سُخن إلى 4 ˚C, وإلى 8 ˚C؟
عندما يسخن الماء من الصفر السيليزية تزداد كثافته حني تصل إلي قيمتها العظمي عند 4 سيليزية وتتناقص كثافة الماء عند الاستمرار في التسخين حني 8 سيليزية
.14 الكتلة المولية المعيارية ما حجم 1.00 mol من الغاز عند ضغط يعادل الضغط الجوي ودرجة حرارة تساوي 273 k؟ 0.0224 m3
.15 الهواء في الثلاجة ما عدد مولات الهواء الموجودة في ثلاجة سعتها 0.635 m3 عند 2.00 ˚C؟ وما مقدار كتلة الهواء في ثلاجة إذا كان معدل الكتلة المولية للواء 29 g/mol؟ 820 g , 28.1 mol
.16 التفكير الناقد الجزيئات المكونة لغاز الهيليوم صغيرة جداً مقارنة بالجزيئات المكونة لغاز ثاني أكسيد الكربون. ماذا يمكن أن تستنتج حول عدد الجزيئات في عينة من غاز ثاني أكسيد الكربون حجمها 2.0 L مقارنة بعدد الجزيئات في عينة من غاز الهيليوم حجمها 2.0 L إذا تساوت العينتان في درجة الحرارة والضغط؟
هناك عددان متساويان مكن الجسيمات في العينتين في الغاز المثالي لا يؤثر حجم الجسيمات في حجم الغاز أو ضغطه



6-2 القوى داخل السوائل

-2 6مراجعة
.17 التبخر والتبريد عندما يصاب طفل بالحمى في الماضي كان الطبيب يقترح أن يمسح الطفل بقطعة إسفنج مبللة بالكحول. كيف يمكن أن يساعد هذا الإجراء؟
بما أن الكحول يتبخر بسهولة فانه يوجد تأثير تبريد بالتبخر يمكن ملاحظته بسهولة
.18 الشد السطحي لمشبك الورق كثافته أكبر من كثافة الماء, ومع ذلك يمكن أن يطفو على سطح الماء. فما الخطوات التي يجب أن تتبعها لتحقيق ذلك؟ وضح إجابتك.
ينبغي أن يوضع مشبك الورق بحذر وبشكل مستوي على سطح الماء فهذا من شأنه تقليل الوزن لكل وحدة مساحة علي سطح الماء الذي سيستقر عليه مشبك الورق
.19 اللغة والفيزياء نستخدم في لغتنا العربية مصطلحات, منها "الشريط اللاصق" و"العمل كمجموعة متماسكة", فهل استخدام المفردتين (التلاصق والتماسك) في سياق كلامنا مطابق لمعانيهما في الفيزياء؟
نعم، يلتصق الشريط اللاصق بأشياء أخري عنه ليست من النوع نفسه المجموعة المتماسكة مجموعة من الأشخاص الذين يعملون معا
.20 التلاصق والتماسك وضح لماذا يلتصق الكحول بسطح الأنبوب الزجاجي في حين لا يلتصق الزئبق.
قوة تلاصق الكحول بالزجاج اكبر كثيرا من قوة تلاصق الزئبق بالزجاج كما أن قوي التماسك للزئبق اقوي من قوة التصاقه بالزجاج
.21 الطفو كيف تستطيع القول إن مشبك الورق في المسألة 18 لا يطفو؟
اذا اخترق مشبك الورق سطح الماء فانه يغطس
.22 التفكير الناقد تجلس فاطمة في يوم حار ورطب في باحة منزلها, وتحمل كأساً من الماء البارد, وكان السطح الخارجي للكأس مغطى بطبقة من الماء, فاعتقدت أختها أن الماء يتسرب من خلال الزجاج من الداخل إلى الخارج. اقترح تجربة يمكن لفاطمة أن تجريها لتوضح لأختها من أين يأتي الماء.
قد تزن فاطمة الكأس قبل تبريدها في الثلاجة ثم تخرجها من الثلاجة وتدع الرطوبة تتجمع على سطحها الخارجي ثم تزنها مرة أخري


6-3 الموائع الساكنة والمتحركة

مسائل تدريبية
.23 إن كراسي أطباء الأسنان أمثلة على أنظمة الرفع الهيدروليكية. فإذا كان الكرسي يزن 1600 N ويرتكز على مكبس مساحة مقطعه العرضي 1440 cm2, فما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في المكبس الصغير الذي مساحة مقطعه العرضي 12 cm2 لرفع الكرسي؟ 80 N
.24 تؤثر آلة بقوة مقدارها 55 N في مكبس هيدروليكي مساحة مقطعه العرضي 0.015 cm2, فترفع سيارة صغيرة. فإذا كانت مساحة المقطع العرضي للمكبس الذي ترتكز علية السيارة 2.4 m2, فما وزن السيارة؟ 8800 N
.25 يحقق النظام الهيدروليكي الهدف نفسه تقريباً الذي تحققه الرافعة ولعبة الميزان, وهو مضاعفة القوة. فإذا وقف طفل وزنه 400 N على أحد المكبسين بحيث يتزن مع طفل آخر وزنه 110 N

-latin;">يقف على المكبس الثاني, فما النسبة بين مساحتي مقطعي المكبسين العرضيين؟ 0.4
.26 تستخدم في محل صيانة للآلات رافعة هيدروليكية لرفع الآت ثقيلة لصيانتها, ويحتوي نظام الرافعة مكبساً صغيراً مساحة مقطعه العرضي 7.0 × 10-2 m2, ومكبساً كبيراً مساحة مقطعه العرضي 2.1 × 10-1 m2, وقد وضع على المكبس الكبير محرك يزن 2.7 × 103 N.
.a ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في المكبس الصغير لرفع المحرك؟ 900 N
.b إذا ارتفع المحرك 0.20 m, فما المسافة التي تحركها المكبس الصغير؟ 0.6 m
مسائل تدريبية
.27 إن كثافة القرميد الشائع الاستخدام أكبر 1.8 مرة من كثافة الماء. ما الوزن الظاهري لقالب من القرميد حجمه 0.20 m3 تحت الماء؟ 1600 N
.28 يطفو سباح في بركة ماء, بحيث يعلو رأسه قليلاً فوق سطح الماء. فإذا كان وزنه 610 Nفما حجم الجزء المغمور من جسمه؟ 6.2x10-2 m3
.29 ما مقدار قوة الشد في حبل يحمل كاميرا وزنها 1250 N مغمورة في الماء, إذا علمت أن حجم الكاميرا 1.65 × 10-3 m3؟ 1090 N
.30 صنع لوح من الفلين الصناعي كثافته تساوي 0.10 مرة من كثافة الماء تقريباً. ما أكبر وزن من قوالب القرميد تستطيع وضعها على لوح الفلين الصناعي الذي أبعاده 1.0 m × 1.0 m × 0.10 m, بحيث يطفو اللوح على سطح الماء تماماً, وتبقى قوالب القراميد جافة؟ 880 N
.31 يوجد عادة في الزوارق الصغيرة قوالب من الفلين الصناعي تحت المقاعد, لتساعدها على الطفو في حال امتلأ الزورق بالماء. ما أقل حجم تقريبي من قوالب الفلين اللازمة ليطفو قارب وزنه 480 N؟ 4.9x10-2 m3


6-3مراجعة
.32 الطفو والغطس هل تطفو علبة شراب الصودا في الماء أم تغطس فيه؟ جرب ذلك. وهل يتأثر ذلك بكون الشراب خالياً من السكر أم لا؟ تحتوي جميع علب شراب الصودا على الحجم نفسه من السائل 354 mL, وتزيح الحجم نفسه من الماء, فما الفرق بين العلبة التي تغطس والأخرى التي تطفو؟
يذوب ربع كأس من السكر تقريبا في كأس من شراب الصودا العادي مما يجعله أكثر كثافة من الماء أما شراب الصودا الخالي من السكر فيحتوي على كمية قليلة من المحليات الصناعية لذلك يكون شراب الصودا الخالي من السكر اقل كثافة من شراب الصودا العادي
.33 الطفو والكثافة تزود صنارة الصيد بقطعة فلين تطفو بحيث يكون عشر حجمها تحت سطح الماء. ما كثافة الفلين؟
كثافة الفلين 1/10 كثافة الماء تقريبا
.34 الطفو في الهواء يرتفع منطاد الهيليوم لأن قوة طفو الهواء تحمله, فإذا كانت كثافة غاز الهيليوم 0.18 kg/m3 وكثافة الهواء 1.3 kg/m3, فما حجم منطاد الهيليوم اللازم لرفع قالب من الرصاص وزنه 10 N؟ 0.9 m3
.35 انتقال الضغط صممت لعبة قاذفة للصواريخ بحيث يدوس الطفل على أسطوانة من المطاط, مما يزيد من ضغط الهواء في أنبوب القاذف فيدفع صاروخاً خفيفاً من الرغاوي الصناعية في الهواء, فإذا داس الطفل بقوة 150 N على مكبس مساحته 2.5 × 10-3 m2, فما القوة المنتقلة إلى أنبوب القذف الذي مساحة مقطعه 4.0 × 10-4 m2؟ 24 N
.36 الضغط والقوة رُفع سيارة تزن2.3 ×104 N بواسطة أسطوانة هيدروليكية 0.15 m2.
.a ما مقدار الضغط في الأسطوانة الهيدروليكية؟ 1.5x105 Pa
.b ينتج الضغط في أسطوانة الرفع بواسطة التأثير بقوة في أسطوانة مساحتها 0.0082 m2, ما مقدار القوة التي يجب أن تؤثر في هذه الأسطوانة الصغيرة لرفع السيارة؟ 1.3x103 N


37 الإزاحة أي مما يلي يزيح ماء أكثر عندما يوضع في حوض مائي؟
.a قالب ألمونيوم كتلته 1.0 kg, أم قالب رصاص كتلته 1.0 kg؟
سيزيح قالب الالومنيوم كمية اكبر من الماء
b. قالب ألمونيوم حجمه 10 cm3, أم قالب رصاص حجمه 10 cm2؟
سيزيح كل منهما الحجم نفسه من الماء
.38 التفكير الناقد اكتشفت في المسألة التدريبية رقم 4, أنه عندما يمر إعصار فوق منزل فإن المنزل ينهار أحياناً من الداخل إلى الخارج. فكيف يفسر مبدأ برنولي هذه الظاهرة؟ وماذا يمكن أن نفعل لتقليل خطر اندفاع الباب أو الشباك إلى الخارج وتحطمه؟
يكون ضغط هواء الإعصار السريع اقل من ضغط الهواء الساكن نسبيا داخل المنزل مما يولد قوة هائلة على النوافذ والأبواب وجدران المنزل ويمكن تقليل هذا الفرق في الضغط عن طريق فتح الأبواب والنوافذ وذلك للسماح للهواء بالتدفق بحرية خارج المنزل

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق