حل اسئلة مختبر حل المشكلات

اعمل رسوماً بيانية واستعملها:

التفكير الناقد:

1. حلِّل. كلاً من الأجزاء الخمسة في الرسم، التي تتميّز بتغيّر حاد في ميل المنحنى. وبيِّن يكيف يغيّر امتصاص الحرارة من طاقة الوضع وطاقة الحركة لجزيئات الماء.

تزداد الطاقة الحركية من 20 C- إلى 0 C. تزداد طاقة الوضع عند المستوى المستقر عند 0 C، حيث تزداد حرية الحركة للجسيمات، ومن 0C إلى 100C تزداد الطاقة الحركية، أما عند المستوى المستقرِّ عند 100 C فتزداد طاقة الوضع، حيث تنفصل الجسيمات كلياً بعضها عن بعض، ومن 100Cإلى 120C تزداد الطاقة الحركية.

2. احسب. كمية الحرارة اللازمة لكل ّمنطقة من الرسم.
180g H₂O = 10 mol H2O ,ΔH_fus = 6.01 kJ/mol,
ΔH_vap = 40.7 kJ/mol ,C_H2O(s)= 2.03 J/g.˚C,
C_H2O(l) = 4.184 J/(g.˚C) ,C_H2O(g)= 2.01 J/g.˚C،

وما علاقة الزمن اللازم في كل ّمنطقة في الرسم بكمية الحرارة الممتصَّة؟

كلّما ازدادت الحرارة الممتَّصة، ازدادت الفترة الزمنية في المنطقة. في الجزء من 20 C إلى 0 C، استعمِل المعادلة:

q = c × m × ΔT

q = 4.184 J/(g.˚C) × 180 g × 20˚C

= 1.5 × 104 J = 15 kJ

للجزء عند درجة حرارة ΔH_fus = 6.01 kJ/mol ,0˚C

6.01 kJ/mol × 10 mol = 60 kJ = الحرارة الممتَّصة

في الجزء 0C إلى 100C، استعمِل المعادلة:

q = c × m × ΔT

q = 4.184 J/(g.˚C) × 180 g × 100˚C

= 7.5 × 1 0 4 J = 75 kJ

للجزء عند درجة حرارة 100C.

ΔH_vab=40.7 kJ/mol
40.7kJ/mol × 10 mol = 410 kJ = الحرارة الممتصة.

3. استنتج. كيف يبدو شكل منحنى التسخين للإيثانول؟ ينصهر الإيثانول عند 114 C- ويغلي عند 78 C، ارسم منحنى تسخين الإيثانول في مدى درجات الحرارة من 120 C- إلى 90 C، ما العوامل التي تحدد طول الأجزاء التي تثبت فيها درجة الحرارة (الخطوط الأفقية)؟ وما ميل المنحنى بين الأجزاء التي تتغيّر فيها درجة الحرارة؟

من 20 C- إلى 114 C- يرتفع المنحنى بانتظام. عند 114 C يصبح المنحنى أفقياً فترة، ثم يرتفع حتى يصل إلى 78 C؛ حيث يصبح أفقياً مرة أخرى. وبعد فترة أخرى يرتفع المنحنى حتى 90 C، تعتمد أطوال الأجزاء الأفقية على كمية الإيثانول التي تم تسخينها، وكمية الحرارة التي تضاف، وعلى الزمن. هذه العوامل مهمة في تحديد ميل المنحنى، إضافة إلى الحرارة النوعية للمادة التي يتم تسخينها.