العشرون الثانوية عذيب العشرون سميرة الثانوية عذيب سميرة

للصف الثالث للصف الثالث الثانويالثانوي

الفصل الدراسي األولالفصل الدراسي األول

مادة في مادة درس في درس

الفيزياءالفيزياء

الديناميكا الحرارية

الحرارية Thermodynamics الديناميكا

الحرارية 1 الديناميكا القديمة : ـ الفيزياء فروع من فرع هيبين العالقة عن والشغل تبحث ، الحرارة

األخرى . إلى إحداهما وتحويلآخر إلى موقع من وانتقالها الحرارة إنتاج كيفية عن تبحث كما

تخزينها وكيفية المادة على .وتأثيرها

قوانينه فجميع تجريبي شبه أو تجريبي علم وهيوالمشاهدات التجارب من مستخلصة الطبيعية . وأساسياته

الحرارية : الديناميكا دراسة أهميةإمكانية نتوقع أن من تمكننا الحرارية الديناميكاظروف تحت Lتلقائيا الكيميائي التفاعل حدوث

معينة، والوقت الجهد من Lكثيرا توفير يPمكننا فإنه وبذلك

الحرارية الديناميكا حسابات ببعض .والمال

الديناميكا ومصطلحات تعاريفالحرارية :

22 الحراري الديناميكي النظام الحراري ـ الديناميكي النظام :: Thermodynamics systemsystem ـ

النظام : surrounding محيطيتفاعل لم أم النظام مع تفاعل سواء مادة أو فراغ من بالنظام المحيط .الوسط

الحرارية األنظمة على : أمثلةأسطوانة 1 – في محصور بمكبس غاز . مزودةوعاء 2 – في . غازمحلول 3 – في ما جزيئات– 4 ( nمعقد نظام مطاطي )شريطالمركزية 5– التدفئة نظام

والمحركات 6 – واآلالت التبريد أجهزة في التبريد نظامالبخارية 7 – اآلالت

تكون مادة من وموصوفة محددة كمية عن عبارة هو الحرارية الديناميكا في النظام , , ) وتسمى ) 1 متحركا أو 1 ثابتا يكون أن يمكن تخيلي أو حقيقي حدود أو بغالف محاطة

النظام . بمحيط النظام حدود خارج المنطقة

المغلق :closed system النظاموالحرارة الشغل بتبادل تسمح ولكن النظام محيط مع المادة بتبادل حدوده تسمح ال الذي .وهو

أنواع :األنظمة

المعزول :isolated system النظامالنظام محيط مع والشغل والحرارة المادة بتبادل حدوده تسمح ال الذي .هو

المفتوح :open system النظام. النظام محيط مع والمادة الحرارة بتبادل حدوده تسمح الذي هو

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الديناميكا : الفصل ومصطلحات يف تعار الموضوعالحرارية

العمل : . : ورقة من الهدف فيزياء أنواع مقارنةالمادة بينالحرارية الديناميكا في أكملي األنظمة مجموعتك أفراد مع بالتعاون

التالي الجدول

المادة المادة كتلة كتلةالنظام النظام في في

وخروج وخروج دخول دخولالمادة المادة

النظام النظام طاقة طاقة الغالف الغالف شكل شكلالمحيط المحيط

تعريفهتعريفه النظام النظام

المغلق المغلق النظام النظام

النظام النظام المعزولالمعزول

النظام النظام المفتوحالمفتوح

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الديناميكا : الفصل ومصطلحات يف تعار الموضوعالحرارية

العمل : . : ورقة من الهدف فيزياء أنواع مقارنةالمادة بينالحرارية الديناميكا في أكملي األنظمة مجموعتك أفراد مع بالتعاون

التالي الجدول

المادة المادة كتلة كتلةالنظام النظام في في

وخروج وخروج دخول دخولالمادة المادة

النظام النظام طاقة طاقة الغالف الغالف شكل شكلالمحيط المحيط

تعريفهتعريفه النظام النظام

ثابتة

مسموح مسموح غير غيربه به

ثابتة غير ثابت ثابت غير غير

تسمح ال نظامبتبادل حدوده

مع المادةولكن المحيطبتبادل تسمح

والشغل والحرارة

المغلق المغلق النظام النظام

ثابتة به مسموح به غير مسموح غير ثابتة ثابت ثابت تسمح ال نظامبتبادل حدوده

وال المادةمع الطاقة

المحيط

النظام النظام المعزولالمعزول

إال ) ثابت غيرحالة فيالجريان المنتظم

به به مسموح مسموح ثابتة غير ثابت تسمح نظام

بتبادل حدودهوالشغل المادة

مع والحرارةالمحيط

النظام النظام المفتوحالمفتوح

النظام :Description of the system وصفهما النظام لوصف طريقتان وهناك ، له دقيق وصف إعطاء يلزم النظام على :للتعرف

الميكروسكوبية ) المجهرية microscopic) الطريقةالنظام في الجزيئات أو الذرات لحركة الكاملة التفاصيل بدراسة تPعنىكل وسرعة موقع تحديد يلزم Lكامال Lوصفا نعطي ولكي ، بينها والعالقة

تحديد . جسيم يلزم Lمثال الكارتزية اإلحداثيات جسيم x , y , z ففي لكلمعرفة ، Vx وكذلك Vy ، Vz في تكون الجسيمات أن وحيث ، جسيم لكل

من لحظة في المادة حالة يصف إنما الوصف فهذا دائبة حركة حالةوهكذا جديد وصف إعطاء يلزم تالية لحظة وفي ، فقط وهذا . اللحظات

اإلحصائية الميكانيكا ميدان الجهرية . هو macroscopic) الماكروسكوبية( الطريقة

مثل النظام متغيرات بين العالقة بدراسة : تPعنىقياسها ) ( يمكن الحرارة ودرجة والحجم والضغط الكتلة

حسابهما ) ( يمكن والشغل الداخلية والطاقة

. الحرارية الديناميكا ميدان هو وهذا

تغير هناك نقول جميعها أو الكميات هذه بعض في تغير حدث وإذاالنظام حالة في

الداخلية internal energy الطاقةالكامنة ) ( وطاقتها الحركية طاقتها للجزيئات الكلية الطاقة هي

حركية طاقة وتمتلك ، مستمرة حركة حالة في المادة جزيئات أن نعلم فكماالمتبادلة القوى بسبب كامنة طاقة تختزن أنها كما ، الحركة هذه بسبب

.بينها

بطريقتين للنظام الداخلية الطاقة زيادة : ويمكن (1) . حراري مصدر من حرارية بطاقة النظام تزويدالنظام ( 2) على شغل .بذل

طاقته فإن Lشغال نفسه النظام بذل أو الحرارة من كمية النظام فقد إذا أماتقل . الداخلية

الحراري :thermodynamic equilibrium االتزانالمتالمسة األجسام بين الحرارة انتقال عندها ينعدم التي الحالة هي

حرارتهما درجة تساوي اإلجراء ) .نتيجة :process a ) العمليةحرارة إضافة بسبب أخرى إلى حالة من النظام حالة في تغير

شغل :The path of a process المسار .أوالضغط ) – مثل النظام الخواص بها تمر التي الحاالت عن عبارة

الحرارة – درجة الحرارية ) الحجم الديناميكية :الدورةبداية ) ( تتطابق بحيث تحوالت إجراءات بعدة مر إذا دورة النظام يPتم

اإلجراءات .ونهايةوالالعكوس العكوس :اإلجراء

إحداث في التسبب دون حدوثه بعد اتجاهه عكس يمكن الذي اإلجراء هوالمحيط أو النظام في تغيير .أي

غاز بها اسطوانة عن عبارة نظام لدينا لنفرضإلى للحركة قابل خفيف بمكبس مزودة محصور

) ( حراري ديناميكي نظام بسهولة أسفل وإلى أعلىفإن ، الحرارة من بكمية ببطء النظام نزود عندما ،النظام أن عندها نقول ، شديد ببطء سيتمدد الغاز

المكبس على نضغط عندما وبالمثل ، Lشغال بذلالنظام على شغل بذل تم أنه نقول فإننا .ببطء

بالشغل : work المقصودوالشغل الحرارة

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الشغل : ” الفصل الحرارية الديناميكا الموضوعوالحرارة ”

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء الديناميكا : المادة في الشغل إيجادحسابيا مجموعتك الحرارية أفراد مع حسابيا بالتعاون الحرارية الديناميكا في الشغل ما جدي بإكمال وذلك

يأتي :الميكانيكا في دراسته سبق مما نعلم

أن : التقليديةشغ =

في ( الضغط ضرب حاصل هي والقوة ) المساحة

أن ق = بماشغ = إذا :

أن ح = ∆ بما

شغ =

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الشغل : ” الفصل الحرارية الديناميكا الموضوعوالحرارة ”

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء الديناميكا : المادة في الشغل إيجادحسابيا مجموعتك الحرارية أفراد مع حسابيا بالتعاون الحرارية الديناميكا في الشغل ما جدي بإكمال وذلك

بأتي :الميكانيكا في دراسته سبق مما نعلم

أن :التقليديةف = × ∆ ق شغ

في ( الضغط ضرب حاصل هي والقوة ) المساحة

أن ض = × بما س ∆قض = × إذا : ف × س ∆شغ

أن ف × ∆ح = ∆ بما س ح = × ∆ ض شغ

رسم خالل من Lبيانيا الشغل إيجاد يمكنويكون ، والضغط الحجم بين العالقة

المنحنى تحت المساحة هو .الشغل

الشغل إيجاد : بيانيا

الحرارية ) ( الديناميكية اإلجراءات العمليات :بعض

األيزوبارية - : Isobaric process العمليةبكمية النظام نزود عندما ذلك ويحدث ، ثابت ضغط تحت تتم التي العمليات هي

ارتفاع ) ( ) الحجم زيادة ذلك عن فينتج ، ببطء يفقد أو ببطء الحرارة منوعليه ( المكبس ميكانيكيا اتزانا هناك فإن بطيئا كان الحجم في التغير وألن ،

ثابتا سيبقى الضغط .فإنالحقا .) شرحها سيأتي البخارية اآللة في يتم ما العملية هذه على األمثلة ومن

(

األيزوكورية - 2 :isovolumetric process أو Isochoric process العمليةغير النظام يكون عندما ذلك ويحدث ، ثابت حجم تحت تتم التي العمليات هيالنظام ) ( هذا ويزود للحركة قابل خفيف مكبس به يوجد ال أي للتمدد قابلومن ) ( ، الضغط في زيادة هذا عن فينتج ، مثال التسخين الحرارة من بكميةآالت في المفاجئ واالنفجار االشتعال في يتم ما العملية هذه على األمثلة

السيارة محرك مثل الداخلي . االحتراق

األيزوثيرمية - 3 :Isothermal process العمليةنسمح عندما ذلك ويحدث ، ثابتة ثابتة حرارة درجة تحت تتم التي العمليات هيبتقلص ) ( أو لذلك تبعا الضغط يقل ثابتة الحرارة درجة بقاء مع النظام بتمدد

لذلك ) تبعا الضغط يزداد (. النظام

الكظمية - 4 : Adiabatic process العملية ، به المحيط الوسط عن حراريا المعزول النظام في تتم التي العمليات هيحر بمكبس ومزودة ، حراريا معزولة أسطوانة في محصورا الغاز يكون حيث

. الحركة

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الشغل : ” الفصل الحرارية الديناميكا الموضوعوالحرارة“

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء بعض : المادة في المبذول الشغل إيجادالحرارية ) ( الديناميكية اإلجراءات مجموعتك العمليات أفراد مع اإلجراءات ) ( بالتعاون العمليات في المبذول الشغل جدي

السابقة األربعة الحرارية :الديناميكيةالشغل إيجاد

في بيانياالعملية

اإلديبات (الكظميةيكية (

الشغل إيجادفي بيانياالعملية

األيزوثيرمية

الشغل إيجادفي بيانياالعملية

:األيزوكورية

الشغل الشغل إيجاد إيجادفي Lفي بيانيا Lبيانياالعملية العملية

األيزوبارية :األيزوبارية :

اإلجراء ” اإلجراء ” العملية العملية

الشغلالشغل

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . “ الفصل الشغل : الحرارية الديناميكا الموضوعوالحرارة ”

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء بعض : المادة في المبذول الشغل إيجادالحرارية ) ( الديناميكية اإلجراءات مجموعتك العمليات أفراد مع اإلجراءات ) ( بالتعاون العمليات في المبذول الشغل جدي

السابقة األربعة الحرارية :الديناميكيةإيجاد

الشغل في بيانياالعملية ال (الكظمية

إديباتيكية (

في بيانيا الشغل إيجاداأليزوثيرمية العملية

الشغل إيجادفي بيانياالعملية

:األيزوكورية

L بيانيا الشغل L إيجاد بيانيا الشغل إيجادالعملية العملية في في

األيزوبارية :األيزوبارية :

العملية ” العملية ” اإلجراءاإلجراء

ط∆ = = شغشغد

ح = لو ) 1ض 1شغ)1ح/2ح

ح = 1شغض) 1ض )2ض/1لو

0ح∆ =

صفر = شغح = × ∆ ض شغ

ح = × ) ض )1ح-2شغ

الشغلالشغل

األيزوكورية ـ 1- العملية في بيانيا الشغل : إيجادح ∆ = ثابت الحجم أن الضغط 0بما في تغير مع

لمحور موازيا عموديا خطا سيكون المنحنى فإنالصادي ) ) الضغط

أن لنا يتضح الرسم ومنصفر = : المنحنى) شغ تحت مساحة توجد ) ال

اإلجراءات ) العمليات بعض في المبذول الشغل إيجادالحرارية( : الديناميكية

العملية ـ 2 في Lبيانيا الشغل إيجاد : األيزوبارية

، الحجم في تغير مع ثابت الضغط أن بماأفقيا مستقيما سيكون المنحنى فإنومن ) ( ، السيني الحجم لمحور Lموازيا

يساوي الشغل بأن القول نستطيع الشكلالمنحنى تحت . المساحة

المنحنى = تحت المساحة شغح = × ∆ ض شغ

ح = × ) ض -2شغ)1ح

األيزوثيرمية - العملية في بيانيا الشغل : إيجادبين العالقة تكون الحرارة درجة ثبوت عند أنه بماالمنحنى فإن وبالتالي ، عكسية والحجم الضغط

سالب ميل ذا . سيكونالتالية بالعالقة الشغل : ويعطى

ح = ح ) 1ض 1شغ )1ح/2لوض بويل قانون 2ح ×2ض = 1ح × 1من

(2ض /1ض ( = ) 1ح/ 2ح) L ح = إذا ض ) 1ض 1شغ )2ض/1لو

العملية في بيانيا الشغل إيجاد (االديباتيكية (الكظمية

الحرارة في تبادل يوجد ال أنه بماحيث به المحيط والوسط الغاز بين

كبيرة بسرعة لعملية هذه تتمللتغير مساويا الشغل فيكون ، نسبيا

الداخلية الطاقة :فيد ∆ شع = - ط

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الديناميكا : الفصل ومصطلحات يف تعار الموضوعالحرارية

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء ح , : المادة بين العالقة يبين بياني رسماالربعة العمليات في في , ض ض ح بين العالقة يبين بياني أرسمي مجموعتك أفراد مع بالتعاون

السابقة االربعة العمليات

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . الديناميكا : الفصل ومصطلحات يف تعار الموضوعالحرارية

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء ح , : المادة بين العالقة يبين بياني رسماالربعة العمليات في في , ض ض ح بين العالقة يبين بياني أرسمي مجموعتك أفراد مع بالتعاون

السابقة االربعة العمليات

األيزوثيرمية :العملية

األيزوكورية العملية

األيزوبارية العملية

الكظمية االديباتيكية ( (العملية

الحرارية للديناميكا األول :القانون : تمهيد

مزودة أسطوانة في محصور غاز من Lمكونا Lحراريا Lديناميكيا Lنظاما لدينا أن لنفترضنالحظ ) ( فإننا حرارة أعطيناه النظام هذا سخنا فإذا ، للحركة قابل : بمكبس

زادت ( 1) للنظام الداخلية الطاقة أن أي ، الغاز حرارة درجة . ارتفاعشغال ( 2) بذل قد النظام أن أي ، لألعلى المكبس ارتفاع و الغاز . تمدد

التغير تساوي النظام أمتصها التي الحرارة كمية فإن الطاقة حفظ قانون وبحسبالنظام بذله الذي الشغل إليه مضافا الداخلية طاقته في

األول) الحرارية الديناميكا قانون هي النتيجة )هذه

الرياضية الصيغة :للقانون

كح = ∆ د – طشغ

القانون الحرارية نص للديناميكا :األولأو ) النظام يمتصها التي الحرارة كمية إن

طاقته ( في التغير مجموع تساوي يفقدهاعليه ) يبذل أو يبذله الذي والشغل ) الداخلية

الديناميكا قوانينالحرارية

اإلشارات : جدول

األول القانون من : مالحظاتالطاقة ( 1) زيادة يمكن حيث ، والحرارة الشغل بين األول القانون يميز ال

وبالتالي ، بكليهما أو ، عليه شغل ببذل أو بالحرارة بتزويده للنظام الداخليةأن يمكن طاقة فهي ، شغل كأنها الحرارية الديناميكا في الحرارة تعامل

تختلف لكنها ، به المحيط والوسط النظام بين الفاصلة الحدود عبر تنتقلبين الحرارة درجة في فرق بوجود مرهون انتقالها أن حيث من الشغل عنالحرارة النتقال آخر شرط هو أيضا وتالمسهما ، المحيط والوسط النظام

بالتوصيل . إلى ( 2) بل ، حرارة شكل على تخزينها إلى يؤدي ال بالحرارة النظام تزويد

الميكروسكوبية للجزيئات وضع وطاقة ، حركية طاقة شكل على تخزينهاللنظام الداخلية الطاقة زيادة إلى تؤدي كما ، النظام هذا منها يتكون . التي

فأي ( 3) ، للطاقة حفظ قانون هو الحرارية الديناميكا في األول القانونآخر شكل في نقص يصاحبه الطاقة أشكال من شكل أي في . زيادة

نظام بذل

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . األول : ” الفصل القانون الحرارية الديناميكا الموضوعالحرارية ” للديناميكا

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء بعض : المادة على األول القانون تطبيق:( العمليات الحرارية ( الديناميكية اإلجراءات مجموعتك أفراد مع العمليات بالتعاون على األول القانون اإلجراءات ( ( طبقي

السابقة : األربعة الحرارية الديناميكية

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :......................................الصف

الثانية : . المجموعة :......................................الوحدة إسم

الثالث : . األول ” الفصل القانون الحرارية الديناميكا الموضوعالحرارية ” للديناميكا

العمل : . ورقة من الهدف فيزياء بعض : المادة على األول القانون تطبيق:( العمليات الحرارية ( الديناميكية اإلجراءات مجموعتك أفراد مع العمليات بالتعاون على األول القانون اإلجراءات ( ( طبقي

السابقة : األربعة الحرارية األيزوكورية 1الديناميكية العملية :ـصفر = شغ ، أن سبق مما نعلم

األول القانون يصبح Lإذاكح = ∆ د ط

األيزوبارية 2 العملية : ـح = × ) ض شغ ، أن سبق مما ( 1ح-2نعلم

األول القانون يصبح Lإذا ح = – × ) ∆ ض كح د ) 1ح-2ط

األيزوثيرمية 3 العملية : ـح = شغ ، أن سبق مما ح ) 1ض 1نعلم )1ح/2لو

ح : = شغ ض ) 1ض 1وأيضا )2ض/1لوصفر ∆ = د ط فإن ثابتة الحرارة درجة أن وبما

ح: = كح ح ) 1ض 1إذا )1ح/2لوح: = كح ض ) 1ض 1أو )2ض/1لو

الكظمية ـ 4 : العمليةصفر = كح فإن حراريا معزول النظام أن بما

شغ = ∆إذا د طالمبذول الشغل بمقدار تزداد الداخلية الطاقة أن أي

الحرارية اآللة دورة : مراحلكح ) 1 – حرارية طاقة د ( ) 2أخذ عالية حرارة درجة ذي حراري مستودع ( 2من ( ( : ) عالية حرارته درجة تكون أن يفترض ألنه بذلك سمي الساخن المستودع

ثابتة ) وشغال ) 2 – تبذل اآللة ميكانيكي شغل إلى الحرارة هذه من Lجزءا اآللة ) تPحولكح ) 3 – الحرارية الطاقة الحرارية اآللة منخفضة ( 1تطرد حرارة درجة ذيالبارد ( 1د) المستودع .إلى

الحرارية اآللةبتحويل يقوم جهاز الحرارية هي مثل الطاقة للطاقة أخرى أشكال إلى

الميكانيكية الكهربائية أو الطاقة الطاقة

الحرارية الديناميكا في األول القانون تطبيق وعندد ∆ شغ – = ط كحكح = ∆ د شغ – 1كح – 2ط

فإن وبالتالي ، كاملة دورة هي السابقة المراحل : وألنصفر = ∆ د ط

صفر – = 1كح – 2كح :إذا شغكح : = شغ أن 1كح – 2بما

الحرارية اآللة على توضيحي البخارية (مثال )اآللة

هذه عمل خطواتاآللة ..

المستودع 1 – من الحرارة الغالية في الموجود الماء يمتصوضغط عالية حرارة درجة ذي بخار إلى فيتحول الساخن

حرقه ) يتم وقود عن عبارة هنا الساخن المستودع مرتفعالغالية في الماء )لغلي

فيدخل 2 – ، الخروج صمام ويغلق الدخول صمام يPفتح ، شغل باذال الخارج إلى المكبس بدفع ليقوم البخار

البخار الحرارة درجة تنخفض .وبذلك

جديد 4– من الدورة تعاد حيث الغالية إلى الماء بضخ المضخة .تقوم

الدخول 3 – صمام يPغلق ، الرجوع في ليبدأ األقصى حده إلى المكبس يصل عندماإلى يصل ثم ، منخفضة حرارة درجة في البخار فيخرج الخروج صمام ويفتح

طاقته من جزءا يفقد لذلك ونتيجة ، ماء إلى ليتحول البخار هذا يكثف الذي ، المكثفالهواء ) ( إلى للتكثيف الكامنة الحرارة ذلك عن الناتجة الحرارة فتطرد ، الداخلية

البارد المستودع بمثابة يعتبر الذي .الخارجي

آخر توضيحي الحرارية خارجيمثال اآللة على )السيارة)

البنزين 1 – من حرارية طاقة تأخذحركة ) 2 – ميكانيكي شغل إلى الحرارة تحول

) السيارةالسيارة 3 – من عادم شكل على يخرج الحرارة كفاءتها ) . باقي الحرارية اآللة ) :مردود

الناحية ) ( من اآللة مميزات أهم من الكفاءة المردود يعتبرما . بين النسبة أنها على الحرارية اآللة كفاءة وتعرف العلميةتأخذها التي الكلية الحرارية الطاقة إلى شغل من اآللة تبذله

كاملة دورة خالل الساخن المستودع .منأن : أي

شغ = / = المعطاة الطاقة المنتجة الطاقة اآللة 2كح / كفاءةكح = شغ 1كح – 2لكن

كح : = ) اآللة كفاءة 2كح(/ 1كح- 2إذااآللة = ( 2كح / 1كح – ) 1كفاءة

كح : ) أن كارنو وجد 2ك /1ك ( = 2كح/1وقداآللة = : إذا 2ك /1ك- 1كفاءة

للديناميكا الثاني القانون : تمهيد :الحرارية

لألول Lمكمال جاء الحرارية للديناميكا الثاني القانونهو األول القانون إن “حيث الطاقة” لحفظ قانون

بأن .... فيخبرنا

يصاحبه 1 الطاقة أشكال من شكل في زيادة أي ـاآلخر . الشكل في نقص

زيادة 2 يمكن إذ ، الحرارة من الشغل يميز ال أنه كما ـببذل أو بالحرارة بتزويده للنظام الداخلية الطاقة

عليه . شغل

آخر بها وبمعنى يسمح للطاقة محددة تحوالت هناكاألول إلى القانون كليا الشغل تحويل يمكن فمثال ،

ال أي ممكن غير الواقع في العكس ولكن ، حرارةأي إحداث دون شغل إلى كليا الحرارة تحويل يمكن

المحيط الوسط في .تغيير

العمليات أي في يبحث الذي القانون وهو مستحيلة وأيها الحدوث ممكنة

الثاني وهي القانون ، صيغ عدة له :و

بالنك ) – - 1 كلفن تعمل ) "صيغة حرارية آلة بناء المستحيل منوتحولها واحد حراري مستودع من حرارية طاقة تمتص بحيث

ميكانيكي شغل إلى " كليالها يكون أن يجب شغال الحرارية اآللة تنتج لكي أنه أي

الحرارة درجة في مختلفان حراريان .مستودعان

شغ

ساخن مستودع

بارد مستودع

كالوزيوس ) ( مضخة صيغة بناء المستحيل من ) من) الحرارة تمتص بحيث تعمل حرارية آلة

وتطردها ، منخفضة حرارة ذي حراري مستودعدون أعلى حرارة درجة ذي آخر مستودع إلى

ميكانيكي شغل بذل إلى "الحاجةساخن مستودع

بارد مستودع

خارجي :تسري- ) ( : الثانية كالوزيوس صيغة

الجسم من طبيعيا سريانا الحرارةأن المستحيل ومن البارد إلى الساخن

بشكل الساخن إلى البارد من تسريطبيعي.

نص ” مستحيلة ثالجةكالوزيوس

 : كارنو هذه دورة ولكن ميكانيكية طاقة إلى الحرارية الطاقة بتحويل تقوم ميكانيكية آلة تمثل الدورة هذه إنأهم ) اآللة هذه تحدد حيث أنواعها بمختلف المحركات لمصممي كبيرة أهمية تمثل ولكنها لها وجود ال اآللة

. الكفاءة وهي المحركات لصناعة الرئيسية العناصراكبر المردود كان كلما المحرك كفاءة تحسنت كلما الطبيعي من ألنه جدا مهم موضوع الكفاءة وبالطبع

التي الحرارية الطاقة حساب على يتأتي وهذا األشياء، ونقل لتحريك الميكانيكية الطاقة إلى نحتاج فنحنميكانيكية طاقة إلى الحرارية الطاقة بتحويل تقوم التي واألداة الوقود أو الفحم حرق من عليها نحصل

المحرك .Engineنسميهااآللة عمل فكرة على الضوء نلقي ، Engineدعونا اآللة به تقوم ما نقرب ولكي ، عامة مثاال بصفة نضرب

ذلك دراجة على يقود الذي الدراجة الشخص فان لألسفل ومرة لألعلى مرة البداالت على قديمه فبتحريكثم ومن التروس إلى الدائرية الحركة نقل على عملت التي الميكانيكية األجزاء خالل من لألمام تندفع سوف

باستخدام بل بقدميه ليس ولكن الدراجة يقود الذي الشخص ذلك هي الحقيقة في اآللة العجالت، إلىفتدفع المكابس على ضغط لتشكل وتنكمش تتمدد مادة إلى نحتاج المكابس هذه تتحرك ولكي المكابس

. الحقيقة وفي القطار أو المركبة وتنطلق بها المتصلة العجلة لتحرك وإيابا ذهابا بالمكبس المتصل الذراعالهندسة علم هو وانسيابية نعومة أكثر وجعلها الحركة نقل في الميكانيكية باألجزاء يهتم الذي العلم

الديناميكا علم هو عليه تجري التي والعمليات نفسه للمكبس الداخلي بالجزء المختص العلم أما ، الميكانيكيةنظرت ولو يطول المجال هذا في والحديث ، والمهندسين والكيميائيين الفيزيائيين يجتمع ولهذا ، الحرارية

. التقنية هذه وراء هي الحرارية الديناميكا لوجدت استثناء بدون من النقل وسائل كل إلىحرارتها درجة تتغير مادة اآللة في تكون أن فيجب ، المبدأ نفس على تعمل الحرارية اآلالت أنواع جميعالتغير هذا نسمي ولهذا االبتدائي وضعها إلى تعود النهاية في ولكن مراحل عدة في وحجمها وضغطهاطاقة ) شغل عنها ينتج الحرارية العمليات من مجموعة إلى تتعرض المستخدمة المادة الن اآللة بدورة

. باستمرار ( شغل على ونحصل باستمرار الدورة لتتكرر االبتدائي وضعها إلى المادة وتعود ميكانيكيةاالحتراق : آالت الداخلي االحتراق آالت يسمى نوع نوعين إلى األغلب في تصنف الحرارية اآلالت وجميع

. المحركات تطوير على جرت التي المحاوالت وكل كارنو آلة فكرة على تعتمد األساس في وهي ، الخارجي. عنه الناتج الشغل وزيادة المحرك كفاءة لتحسين كانت

كارنو :الخالصة : الحدn آلة وتشكل ، حرارة مستودعي بين تعمل ، مثالي غاز تشغيلها ومادة ، مثالية آلة هيقيام خالل من ، ميكانيكية طاقة إلى الحرارية الطاقة بتحويل وتقوم ، كلها الحرارية اآلالت لفاعلية األعلى

البارد . المستودع إلى حرارة وتفقد ، الساخن المستودع من الحرارة فيها تمتص كاملة بدورة المادةوتأكيد : ، تنبيه حرارية دورة لعمليات وصفا بل ، محددة حرارية آلة لتركيب وصفا ليست الحرارية كارنو آلة

ممكنة – – كفاءة أعلى ألعطت حرارية آلة أي في العمليات هذه تمت كارنو : لو آلة فهم – 1أهمية تعميقونظريا . عمليا الحرارية الحرارية – .2اآلالت اآلالت فعالية زيادة كيفية تحديد في تساعد

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :................................... الصف

الثانية : الحرارية الوحدة المجموعة :....................................... الديناميكا إسم

الثالث : . االنعكاسية الموضوع : الفصل كارنو دورة

فيزياء : . رقم : ) (المادة كارنو دورة بعنوان إثرئية مادة

االنعكاسية ” ” كارنو ااة االنعكاسية كارنو دورة : العكوسة الحرارية الديناميكية الدورة

كانت إذا عكوسة دورة أنها الحرارية الديناميكية الدورة عن نقولعكس ” ” يمكن أنه ذلك ومعنى ، عكوسة اجراءتها عملياتها جميع

بأكملها . الدورة عكس وبالتالي جميعها العملياتاالنعكاسية الديناميكية الدورات أحد هي كارنو ودورة

الفرنسي المهندس باسم سميت والتي المشهورةكارنو ” (1832ـ 1796 ) سادي

  االنعكاسية كارنوالحرارية دورة                             األربعة : مراحل

ب ) ( ـ أ األولى المرحلةانعكاسي ) ( حرارة اضافة عملية ) إجراء وثابتة عالية حرارة درجة عند الغاز فيها يتمدد

إيزوثيرمية(                                              

األولى : المرحلة الغاز شرح سيمتص وبالتالي الساخن المستودع مع متصل المكبس يكونكح ) حرارة . 2كمية وتكون ( المكبس لدفع شغل ببذل الغاز فيقوم ، الساخن المستودع من

إيزوثيرمية ) ( عملية أنها أي ثابتة حرارة درجة تحت العملية . هذه

جـ :) ( ـ ب الثانية لمرحلةأديباتيكية ) ( ) ( عملية معزوال وهو ولكن الغاز تمدد يستمر االنعكاسي األديباتيكي التمدد إجراء

: الثانية المرحلة أنه ) شرح أي حراري مستودع بأي متصل غير الحالة هذه في المكبس يكونعملية ( ) ثابتة حرارة كمية تحت ولكن الغاز لتمدد استمرار المرحلة هذه في ويحدث معزول

الحرارة( . أديباتيكية درجة في انخفاض عنها ينتج ، المكبس لدفع شغل الغاز بذل مع

د : ) ( ـ جـ الثالثة المرحلةعملية ) ( ) وثابتة منخفضة حرارة درجة عند الغاز فيها يضغط انعكاسي الحرارة طرد إجراء

إيزوثيرمية( (  الثالثة : المرحلة شرح

منخفضة حرارة درجة عند الغاز يضغط و البارد المستودع مع الحالة هذه في المكبس يتصلالغاز ) ( على شغل المكبس يبذل وهنا إيزوثيرمية عملية وثابتة

) (: أ ـ د الرابعة المرحلةانضغاط ) ( يستمر االنعكاسي االديباتيكي الضغط إجراء

عملية ) معزوال وهو لكن و أديباتيكية( الغاز                                                                                   

   الرابعة : المرحلة شرح

مستودع بأي متصل غير الحالة هذه في المكبس يكونالمرحلة ) ( هذه في ويحدث معزول أنه أي حراري

ثابتة حرارة كمية تحت ولكن الغاز النضغاط استمرارأ) ، ( أديباتيكيةعملية الغاز على شغال المكبس بذل مع

الحرارة درجة في ارتفاع عنها . ينتج

المضافة = / الحرارة الشغل صافي كارنو آلة كفاءة

عـ = / كح شغ كارنو آلة كفاءة

أن صـ: = - بما كح عـ كح شغ

) / ( – ) عـ = ) / كح صـ كح عـ كح عـ كح كارنو آلة كفاءة 1 إذا

كارنو = آلة عـ – ) / (1كفاءة كح صـ كح

من كل حرارة درجة على تعتمد كارنو آلة كفاءة أن وجد وقدالمستودعين

كارنو = آلة عـ – ) / (1كفاءة كـ صـ كـمالحظة :

الحرارية الديناميكية الدورات كل على تنطبقان السابقتان العالقتان أن العلماء وجد لقدفريون ) , , ,..........( ماء بخار مثالي غاز التشغيل مائع عن النظر بغض االنعكاسية

آلة”“ كفاءة““كارنو

و : . اليوم العلمي الثانوي الثالث التاريخ :................................... الصف

الثانية : الحرارية الوحدة المجموعة :....................................... الديناميكا إسم

الثالث : . الحرارية : الفصل الديناميكا كارنو “الموضوع دورةالمقلوبة . االنعكاسية

فيزياء : . االنعكاسية : المادة كارنو دورة بعنوان إثرئية مادةرقم . ) ( المقلوبة :المقلوبة االنعكاسية كارنو آلة دورة

تمهيد :شغال تأخذ أي ، المعاكس االتجاه في تعمل حرارية آلة هي الحرارية المضخة

مرتفعة . حرارة طرد مع منخفضة حرارة لتكسب : هي أخرى ساخن وبصيغة مكان إلى بارد مكان من الحرارة تنقل حرارية .آلة

الحرارية : المضخات أنواعوالمكيفات – : 1 والبرادات الثالجات مثل ، التبريد وضع على تعمل حرارية مضخات

التبريد) ( حالة فيتوضيح – : ) ( . 2 التدفئة حالة في المكيفات مثل ، التدفئة وضع على تعمل مضخات

المسمى : آلة دورة نعكس عندما فإننا ، المعاكس االتجاه في تعمل الحرارية المضخات أن بما

المقلوبة . االنعكاسية كارنو آلة دورة على لحصلنا االنعكاسية كارنو

المقلوبة : االنعكاسية كارنو آلة دورة مراحل

عكس – ) ( ) ( ) 1 أدياباتية عملية معزوال وهو الغاز يتمدد ب أـكارنو ( دورة في الرابعة المرحلة

وثابتة – ) ( ) 2 منخفضة حرارة درجة عند الغاز تمدد يستمر جـ ـ بكارنو ( ) ( دورة في الثالثة المرحلة عكس إيزوثيرمية عملية

3 ( ) ( ) عكس – ) أدياباتية عملية معزوال وهو الغاز ينضغط و ـ جـكارنو ( دورة في الثانية المرحلة

عالية – ) ( 4 حرارة درجة عند ولكن الغاز إنضغاط يستمر أ وـكارنو ) ( دورة في األولى المرحلة عكس وثابتة

المقلوبة ” االنعكاسية كارنو آلة دورة أداء الحرارية المضخة أداء : ”معاملالمكلفة = / ) ( المدفوعة الطاقة المطلوبة الطاقة األداء معامل

التبريد : حالة يعمل ) في مكيف كمبرد المقلوبة كارنو آلة استخدمت إذاالتبريد ( على

هي المطلوبة الطاقة كح ) فإن البارد المكان من المسحوبة الحرارة كمية صـ (

ويعطى المضخة إلداء المطلوب الشغل كمية فهي المدفوعة الطاقة أمابالعالقة :

صـ = - كح عـ كح شغ) - ( / = ) / ( = ) صـ ) كح عـ كح صـ كح شغ صـ كح تبريد أ

التدفئة* : حالة (في الحار ) على يعمل مكيف الحرارية المضخة حالة فيهي المطلوبة الطاقة الحراري فإن الخزان إلى تنتقل التي الحرارة كمية

عـ ) ( كح الساخنويعطى المضخة إلداء المطلوب الشغل كمية فهي المدفوعة الطاقة أما

بالعالقة :صـ = - كح عـ كح شغ

) - ( / = / = ) صـ ) كح عـ كح عـ كح شغ عـ كح تدفئة أ

تنبيهات : وحدة له ليس األداء معامل

من أكبر يكون التدفئة وضع في األداء 1معامل ، والتدفئة التبريد في نفسه هو المقام أن أعاله األداء معادالت من يالحظ

وضع وفي ، البارد بالمستودع التبريد وضع في يرتبط فإنه البسط أماالساخن . بالمستودع التدفئة