حل أسئلة مختبر الفيزياء

التسخين والتبريد.

الاستنتاج والتطبيق:

1. لخص. ما التغير الذي طرأ على درجة حرارة الماء عند وضع مصدر الحرارة؟

يسخن الماء بعد فترة زمنية أولية بمعدل ثابت تقريباً.

2. لخص. ما التغير الذي طرأ على درجة حرارة الماء بعد إبعاد مصدر الحرارة مباشرة؟

تتناقص بمعدل ثابت تقريباً.

3. ما الذي يحدث لدرجة حرارة الماء بعد الدقائق العشر التالية؟ وهل تستمر في الانخفاض إلى الأبد؟

سيستمر انخفاض درجة حرارة الماء حتى يصل إلى اتزان حراري مع الغرفة.

4. أيهما بدأ أسرع: تسخين الماء أم تبريده؟ ولماذا تعتقد ذلك؟ تلميح: تفحّص قيم الميل التي حسبتها.

يسخن الماء بسرعة أكبر من سرعة تبريده، كما يدل الميل شديد الانحدار في بداية الرسم البياني، وتكون عملية التسخين أسرع؛ لأن الحرارة أُضيفت بفعل مصدر خارجي.

5. كوّن فرضية. أين ذهبت الطاقة الحرارية للماء عندما بدأ يبرد؟ ادعم فرضيتك.

لقد تسربت الطاقة الحرارية إلى الهواء، إذ لا يوجد عازل لإبقائها في الدورق، ويدل على ذلك زيادة درجة حرارة الهواء.

التوسع في البحث:

1. هل يؤدي وضع مقياس الحرارة في أعلى الماء داخل الدورق إلى إعطاء قراءة مختلفة عما إذا وضع في قاع الدورق؟ فسر ذلك.

ذلك ممكن؛ لأن الماء عند القاع أقرب إلى مصدر الحرارة.

2. كوّن فرضية لاستنتاج التغيرات في درجة الحرارة إذا كان لديك الكميات الآتية من الماء في الدورق: 50mL، 250mL.

يكون تغير درجة الحرارة باستخدام 50mL أكثر؛ لأنه سيكون هناك ماء أقل ليسخن. وباستخدام 250mL ستكون تغيرات درجة الحرارة أقل؛ لذا ستكون ملاحظتها أكثر صعوبة.

3. افترض أنك عزلت الدورق المستخدم، فكيف تتأثر قابلية الدورق للتسخين أو التبريد؟

سيسخن وسيبرد ببطء أكثر.

الفيزياء في الحياة:

1. افترض أنك استخدمت زيتاً نباتياً بدلاً من الماء في الدورق، فكوِّن فرضية حول تغيرات درجة الحرارة إذا اتبعت الخطوات نفسها ونفذت التجربة.

يسخن الزيت ويبرد بسرعة أكبر من الماء عموماً، إن الحرارة النوعية لزيت الكانولا 2000J/kg.K تقريباً مقارنة بالحرارة النوعية للماء التي تساوي. 4180J/kg. K.

2. إذا أخذت كمية حساء عند درجة حرارة الغرفة، وسخنتها في فرن ميكروويف مدة 3 دقائق، فهل يعود الحساء إلى درجة حرارة الغرفة في 3 دقائق أخرى؟ فسر ذلك.

لا؛ لأنه يتطلب زمناً أطول حتى يبرد الجسم بعد أن يكون قد تم تسخينه بواسطة مصدر خارجي.