تمدد المواد بالحرارة

تمدد المواد بالحرارة
* لقد تعلمت سابقا بأن الحرارة تؤثر على المادة فتحولها من حالة لأخرى
* عند تسخين الأجسام الصلبة يزداد حجمها (تتمدد في جميع الاتجاهات) بمعنى آخر يحدث تغير في الطول والعرض والارتفاع والمساحة والحجم
* تمدد المواد : ظاهرة فيزيائية تحدث لدى المواد المختلفة بسبب تسخينها تؤدي لزيادة حجمها مثل
ارتخاء أسلاك الكهرباء صيفاً
* عند تبريد الأجسام الصلبة يتقلص حجمها.
* تقلص المواد : ظاهرة فيزيائية تحدث لدى المواد المختلفة بسبب تعرضها للبرودة تؤدي الى نقصان حجمها مثل تقلص أسلاك الكهرباء والتلفون في فصل الشتاء
* تفاوت المواد الصلبة المختلفة بمقدار تمددها إذا تغيرت درجة حرارتها بالمقدار نفسه.
* يزداد حجم المادة في حالة السيولة عند تسخينها ويتقلص حجمها عند تبريدها.
* يتفاوت تمدد المادة في الحالة السائلة باختلاف نوع المادة.
* الماء أحد السوائل التي تشذ عن القاعدة، فعندما تصل درجة حرارته 4ه س فما دون يزداد حجمه بنقصان درجة حرارته.
* عندما تكون درجة حرارة الماء أعلى من 4 س إذا تعرض لحرارة فإنه يزداد حجمه وكلما زادت درجة الحرارة زاد حجمه أما عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من 4 س فانه إذا تعرض لحرارة فإنه يقل حجمه وكلما زادت درجة الحرارة قل حجمه
* تتمدد الغازات بارتفاع درجة الحرارة وكذلك يتقلص حجمها بانخفاض درجة الحرارة.
* حسب نظرية حركة الجزيئات فان الجزيئات تتحرك بحرية في المواد الغازية فعند رفع درجة الحرارة تزداد حركة الجزيئات فتضغط على جدران الوعاء إذا كان الوعاء قابل للحركة مثل البالون
* الغازات هي أكثر المواد تمددا يليها السوائل ثم الأجسام الصلبة.

تطبيقات عملية على التمدد والتقلص :
1- ترك مسافات بين قضبان سكة الحديد حتى لا تتقوس عند تمددها
2- ترك فواصل بين قطع الجسور المعدنية حتى لا يؤدي تمددها إلى خراب الجسور
3- يتم تركيب أسلاك الكهرباء والهاتف بحيث تكون مرخية إلى حد يسمح لها بالتقلص في فصل الشتاء دون أن تتقطع
4 - منظم الحرارة ( الثيرموستات ) : يعد منظم الحرارة (الثيرموستات ) على ظاهرة تفاوت تمدد المواد الصلبة بالحرارة حيث يتكون من شريط ثنائي الفلز (فلزين مختلفين )ويستخدم في تنظيم درجة الحرارة في بعض الأجهزة الكهربائية مثل الثلاجة والمكواة
مبدأ عمله : عند إغلاق الدارة الكهربائية يمر التيار في الشريط الثاني وبعد فترة يسخن الشريط ونظرا لوجود مادتين مختلفتين في الشريط فإن كلاهما يتمدد بمقدار مختلف مما يؤدي إلى تقوس الشريط فتفتح الدارة الكهربائية ويتوقف مرور التيار وبعد فترة من الزمن يبرد الشريط فيعود إلى وضعه الأصلي فتغلق الدارة ويعود الجهاز للعمل
5- السخان الشمسي : يستفيد الإنسان من مصادر الطاقة المختلفة ومنها الطاقة الشمسية حيث استطاع تسخين الماء عن طريق اكتسابه للحرارة من الأشعة أثناء حركتها داخل أنابيب مطلية بلون أسود حيث يسخن الماء ويتمدد وتقل كثافته ليصعد إلى أعلى ليخرج من فتحة إلى المنزل أما فتحة دخول الماء البارد تكون في أسفل لوحة الأنابيب
6- موازين الحرارة : يستخدم في موازين الحرارة سائلا الزئبق والكحول بسبب توافر فيهما مميزات لا تتوافر في السوائل الأخرى ومن هذه المميزات : * - يكون تمددها وتقلصها منتظما وملحوظا
** - لا تلتصق هذه السوائل بجدران الأنابيب *** - يكون سطحها واسع وقرأته سهلة
**** - يستخدم ميزان الحرارة الكحولي لدرجات الحرارة المنخفضة بينما الزئبقي لدرجات الحرارة المرتفعة
7- المناطيد : عندما يسخن الهواء داخل البالون يتمدد حجمه وتزداد سرعة حركة جزيئات ولأن الهواء تقل كثافته عندما يزداد حجمه بالتسخين يصعد إلى أعلى حاملاً المنطاد إلى طبقات الجو العليا لينطلق في رحلة ممتعة وجميلة وعند إنزال البالون يتم تخفيف حرارة الموقد فيبرد الهواء وينكمش حجمه فتزيد كثافته فيهبط البالون إلى أسفل.

س1 : أكمل ما يلي :
1- تتمدد المواد المختلفة ومنها المواد الصلبة بـ------------- وتنكمش بـ-----------------
2- تتمدد المواد الصلبة في -------------- الاتجاهات
3- عند تمدد المواد الصلبة يحدث زيادة في ---------- و------------- في آن واحد
4- .....................حجم الغازات بارتفاع درجة حرارتها و....................بانخفاض درجة حرارتها
5- عندما يسخن الهواء داخل المنطاد ...........حجمه و............كثافته فيصعد إلى .................
6- عندما يبرد الهواء تدريجياً داخل بالون المنطاد ............حجمه و.........كثافته فيهبط إلى ........
7- يعتبر الثيرموستات تطبيقا عمليا على ....................المواد الصلبة .
8- يتكون الثيرموستات شريط .................الفلز .
9 - يستخدم الثيرموستات في تنظيم درجة حرارة بعض الأجهزة مثل .................و..................
10- تكون فتحة دخول الماء البارد في السخان الشمسي.................
11- عندما يسخن الماء داخل لوحة الأنابيب للسخان يحدث.............................
12- من السوائل المستخدمة في تركيب موازين الحرارة .......................,و........................
13- يستخدم الميزان الكحولى في درجات الحرارة ................. بينما يستخدم الميزان الزئبقي في درجات
الحرارة ...................
14 - يعتبر المناطيد تطبيقاً عملياً على تمدد المواد .........................


علل ما يلي:
تكون أسلاك الهاتف والكهرباء مرخية ومنحنية صيفا؟
---------------------------------------------------------------------------------------------
تترك مسافات بين قضبان السكة الحديد؟
----------------------------------------------------------------------------------------------
تترك فواصل بين قطع الجسور المعدنية عند تصميم الجسور المعدنية؟
----------------------------------------------------------------------------------------------
يجب عدم ملئ إطارات السيارات بالهواء صيفا؟
----------------------------------------------------------------------------------------------
تسقط حشوات الأسنان أحيانا عند تناول المشروبات الساخنة أو الباردة ؟
----------------------------------------------------------------------------------------------
تسقط قطعة النيكل المستخدمة في إغلاق ثقب في إناء للطهي من الألمنيوم بعد مدة ؟
----------------------------------------------------------------------------------------------

شكرا لك على المعلومات القيمة
وخصوصا الاسئلة نهاية الموضوع

الله يرض عليك دنيا الأردنية وجزاك الله كل خير على مرورك