تعرف على علم الكيمياء
مسائل على قانون كمية الحرارة المفقودة = كمية الحرارة المكتسبة
– في هذا الموضوع سيتم مناقشة مسائل محلولة على التبادل الحرارى للأجسام خاصة على قانون كمية الحرارة المفقودة = كمية الحرارة المكتسبة.
مثال (1): مسائل على كمية الحرارة
إذا أضيفت كتلة من معدن ما مقدارها (25 g) عند درجة حرارة (90 Co) إلى (50 g) من الماء عند درجة حرارة (25 Co) ، فإن درجة حرارة الماء ترتفع إلى (29.8 Co)
فإذا علمت أن الحرارة النوعية للماء تساوي (4.184 J/g.Co) فاحسب الحرارة النوعية للمعدن.
الحل:
– الفروق في درجات الحرارة للمعدن والماء كما يلي:
– ولحل هذه المسألة نتبع العلاقة الآتية كما يلي:
كمیة الحرارة المفقودة من قبل الجسم الساخن (المعدن) = كمیة الحرارة المكتسبة من قبل الجسم البارد (الماء).
– وسنفرق بین كمیة الحرارة المفقودة أو الممتصة، بإشارة سالب (-) لكمیة الحرارة المفقودة (المنطلقة)، وإشارة موجب (+) لكمیة الحرارة الممتصة.
– وبالتالي یمكن كتابة العلاقة بالإشارات كما یلي:
كمیة الحرارة المفقودة من قبل الجسم الساخن (المعدن) = – كمیة الحرارة المكتسبة من قبل الجسم البارد (الماء).
مثال (2)
وضع (9.25 g) من الفضة Ag عند (50 Co) مع (30 g) من الماء (20 Co) ، فإذا علمت أن الحرارة النهائية للمزيج (20.5 Co) فاحسب:
(أ) الحرارة النوعية للفضة
(ب) كمیة الحرارة المتبادلة (التي فقدتھا الفضة واكتسبھا الماء).
علماً بأن الحرارة النوعية للماء تساوي (4.184 J/g.Co) فاحسب الحرارة النوعية للمعدن.
الحل:
(أ) حساب الحرارة النوعية (S) للفضة:
– یمكن أن نطبق العلاقة الآتية كما يلي:
كمية الحرارة (q) المفقودة من الفضة = – كمية الحرارة (q) المكتسبة بواسطة الماء.
(ب) كمیة الحرارة التي فقدتھا الفضة ھي كما يلي:
وكمیة الحرارة التي اكتسبھا الماء هى كما يلي:
ونلاحظ أن كمیة الحرارة المفقودة من الفضة تساوي كمیة الحرارة التي اكتسبھا الماء.
ملاحظات هامة:
– الإشارة (-) أمام كمیة الحرارة التي فقدتھا الفضة تعني أن الحرارة مفقودة، ولا تعني أنھا أقل من الصفر فلا توجد كمیة حرارة أقل من الصفر. فدلالة الإشارة فقط لتوضیح ھل الحرارة مفقودة أو مكتسبة.
– وعندما تكون إشارة كمیة الحرارة موجبة فإن ھذا یعني أن كمیة الحرارة مكتسبة كما ھو في حالة الماء.
مثال (3): تابع مسائل على كمية الحرارة
وضعت قطعة من النحاس وزنها (15 g) ودرجة حرارتها (15 Co) على قطعة أخرى من الفضة وزنها (30 g) عند درجة حرارة (60 Co) ، فاحسب درجة الحرارة النهائية للمعدنين.
بفرض أن عدم وجود انتقال حرارة للمحيط علماً بأن SAg = 0.23 J/g Co ، SCu = 0.38 J/g Co
الحل:
كمیة الحرارة المفقودة من قبل الفضة = – (كمیة الحرارة المكتسبة من قبل النحاس)
مثال (4)
(5 g) من الحديد عند 90 Co وحرارته النوعية 0.6 J/g Co وضعت في إناء يحتوي على 50 g من الماء عند درجة حرارة 25 Co وحرارته النوعية 4.184 J/g Co احسب الحرارة النهائية؟
الحل:
اتبع الخطوات السابقة في حل هذه المسألة وسيكون الجواب النهائي = 25.92 Co
المراجع – أسس الكيمياء العامة والفيزيائية- الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية
