الحرارة

جامعة بابل - كلية التربية الاساسية – قسم العلوم – محاضرات الحرارة - للمرحلة الثانية – للعام الدراسي 2017_2018 م . م سفير عبد الكريم عبد الرحيم
المحاضرة السابعة ( نماذج مسائل )
سؤال /
ساق نحاسي طوله m 5 عند درجة حرارة 20 °_c احسب طول الساق عند درجة 35 °_c اذا علمت ان : c^(-1) ?=5.1*?10?^(-5) ؟
الحل :
? L=? L_(° ) ?T
=5.1*?10?^(-5)*5*(35-20)
=385.5*?10?^(-5) m
? L=L- L_(° )
385.5*?10?^(-5) m=L-5m
L=5.00385 m
سؤال /
ساق معدني من النحاس 100cm عندما تكون درجة الحرارة °_c 40 الى اي درجة حرارة يجب ان نرفع حرارة الساق لكي يصبح طوله 100.5cm؟ علما ان : c^(-1) ?=17*?10?^(-6)
الحل :
L_(° )=100cm ?T_1=40°_c
L_ =100.5cm ?T_2=?
? L=? L_(° ) ?T
L-L_(° )=? L_(° ) (T_2-T_1 )
T_2-T_1 =((L-L_(° ) ))/(? L_(° ) )
T_2-40 =((100.5-100))/(17*?10?^(-6)*100)
T_2 =334.12 °_c
سؤال / عصا مترية من الخشب طولها 100 cm تماما عند درجة حرارة °_c 32 , احسب طولها عندما تكون درجة الحرارة 77°_c ؟ علما ان c^(-1) ?=5*?10?^(-6)
الجواب : 100.0225 cm
سؤال / سلكان معدنيان متساويان في الطول و المساحة المقطع , الأول فولاذ معامل التمدد الطولي c^(-1) ?=1.1*?10?^(-5), و الثاني من النحاس الاحمر معامل التمدد الطولي c^(-1) ?=1.7*?10?^(-5). احسب الزيادة التي تطرا على السلكين عندما يتعرضان لتغير في درجة الحرارة من 5°_c ? °_c 30 , علما ان الطول الاصلي للسلكين 10 m ؟
الحل :
الفولاذ
? L=? L_(° ) ?T
? L=? L_(° ) (T_2-T_1 )
=1.1*?10?^(-5)*10*( 30-5)
= 0.00275 m
بالنسبة للنحاس
? L=? L_(° ) ?T
? L=? L_(° ) (T_2-T_1 )
=1.7*?10?^(-5)*10*( 30-5)
= 0.00425 m
سؤال /
عمود زجاجي طوله 10 cm عند درجة حرارة 20 °_c , ماهو طول العمود الزجاجي اذا رفعت درجة حرارتة إلى °_c 420 ؟ علما ان معامل التمدد الطولي للزجاج c^(-1) ?=3*?10?^(-6).
الجواب: 10.012 cm
سؤال /
ماهو الفرق بين درجتي وجهي لوح معدني سمكة 2 cm اذا كانت كمية الحرارة المنتقلة بين الوجهين 1003.2 J لكل 1 cm خلال دقيقة واحدة ؟ اذا علمت ان °_c k = 83.74 J / sec
الجواب :
Q=KA (T1-T2 )/x t

Q=K A t (dT )/dx
?T= (Q*X)/(K*A*t)
=(1003.2 J*2cm)/( 83.74 ( J)/(sec°_c )*1*60 sec)
= 0.3993 °_c
سؤال /
قطعة من سكة حديد طولها 30.000 m عندما كانت درجة الحرارة °_c 0 . ما طولها عند درجة حرارة ?40°?_c ؟ علما ان معامل التمدد الطولي للحديد c^(-1) 11. ?10?^(-6) ..

الجواب :
30.013 m

سؤال /
طول ساق من النحاس 100cmعندما تكون درجة الحرارة °_c 40 .الى اي درجة حرارة يجب ان تسخن هذه الساق ليصبح طولها 100.5 cm ؟ معامل التمدد الطولي c^(-1) ?=1.7*?10?^(-5)
الجواب :
? L=? L_(° ) ?T
L-L_°=? L_(° ) (T_2-T_1 )
(T_2-T_1 ) =(L-L_°)/(? L_(° ) )
(T_2-40)= (100.5 -100)/( 1.7*?10?^(-5)* 100)
T=334.12 °_c