المحاضرة الرابعة / حساب مسائل الحرارة

فيما يلي مجموعة مسائل و اسئلة وزارية حول حساب مسائل الحرارة

السؤال:

تمهيدي 2018
تغيّرت درجة حرارة قطعة من المنغنيز كتلتها 15g من 20°C إلى 33.3°C، مع اكتسابها حرارة مقدارها 205 جول.
أحسب الحرارة النوعية؟

الحل:

نستخدم قانون حساب الحرارة النوعية:

$$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}$$

المعطيات:

• $Q = 205 \, \text{جول}$
• $m = 15 \, \text{غرام}$
• $\Delta T = 33.3 – 20 = 13.3 \, \text{°C}$

التعويض:

$$c = \frac{205}{15 \cdot 13.3} = \frac{205}{199.5} \approx 1.028 \, \text{J/g°C}$$

✅ الإجابة النهائية:

الحرارة النوعية ≈ 1.03 جول/غرام.درجة مئوية.

السؤال:

سؤال وزاري:
سُخنت عينة من مادة مجهولة كتلتها 155 غرام من 25°C إلى 40°C، واكتسبت حرارة مقدارها 5700 جول.
أحسب الحرارة النوعية لهذه المادة؟

لحل هذا السؤال نستخدم قانون حساب الحرارة النوعية:

$$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}$$

المعطيات:

• كمية الحرارة المكتسبة $Q = 5700 \, \text{جول}$
• الكتلة $m = 155 \, \text{غرام}$
• التغير في درجة الحرارة:

$$\Delta T = 40 – 25 = 15 \, \text{°C}$$

التعويض في القانون:

$$c = \frac{5700}{155 \cdot 15} = \frac{5700}{2325} \approx 2.45 \, \text{J/g°C}$$

✅ الإجابة النهائية:

الحرارة النوعية للمادة ≈ 2.45 جول/غرام.درجة مئوية.

السؤال:

2020 ت:
إذا تم رفع 32g من الإيثانول من 25°C إلى 83°C، فكمية الحرارة الممتصة بواسطة الإيثانول تساوي كم؟
إذا علمت أن الحرارة النوعية للإيثانول هي 2.44 J/g°C.

الحل:

نستخدم قانون حساب كمية الحرارة:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

المعطيات:

• الكتلة $m = 32 \, g$
• الحرارة النوعية $c = 2.44 \, \text{J/g°C}$
• التغير في درجة الحرارة:

$$\Delta T = 83 – 25 = 58 \, \text{°C}$$

التعويض:

$$Q = 32 \cdot 2.44 \cdot 58$$ $$Q = 32 \cdot 141.52 = 4528.64 \, \text{جول}$$

✅ الإجابة النهائية:

كمية الحرارة الممتصة = 4528.64 جول.

السؤال:

سؤال وزاري / 2021:
امتصت 4.5g من مجوهرات ذهب حرارة مقدارها 276 جول، إذا كانت درجة الحرارة الابتدائية 25°C، فأحسب درجة الحرارة النهائية إذا علمت أن الحرارة النوعية للذهب هي 0.13 J/g°C؟

الحل:

نستخدم قانون حساب كمية الحرارة:

$$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$

نريد إيجاد درجة الحرارة النهائية، لذا نعيد ترتيب القانون لإيجاد $\Delta T$:

$$\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c}$$

المعطيات:

• $Q = 276 \, \text{جول}$
• $m = 4.5 \, \text{غرام}$
• $c = 0.13 \, \text{J/g°C}$
• $T_{\text{الابتدائية}} = 25°C$

الحساب:

$$\Delta T = \frac{276}{4.5 \cdot 0.13} = \frac{276}{0.585} \approx 471.79°C$$

الآن نحسب درجة الحرارة النهائية:

$$T_{\text{النهائية}} = 25 + 471.79 = 496.79°C$$

✅ الإجابة النهائية:

درجة الحرارة النهائية ≈ 496.8 درجة مئوية.