مذكرة التمدد الحراري فيزياء حادي عشر علمي ف2 #أ. محمد أبو الحجاج 2021 2022

التمدد الحراري 

. معظم المواد في الطبيعة تتمدد بالحرارة و تنكمش بالبرودة على اختلاف حالاتها في الطبيعة

تطبيقات حياتية على التمدد و الانكماش:

1- تترك اسلاك الهاتف ( الكهرباء ) مرتخية 
عندما تمد في الطرق و يفضل أن تمد خلال فصل الشتاء وهي مرتخية ليسمح لها بالتمدد والانكماش خلال فصول السنة المختلفة
فاصل 

2- يفضل ترك مسافات بين قضبان السكك الحديدية ليسمح لها بالتمدد و الانكماش خلال فصول السنة المختلفة 

3- تبني الجسور بحيث ترتكز على طرف مثبت و يترك الطرف الاخر حر الحركة ليسمح لها زاغ النول بالتمدد والانكماش خلال فصول السنة المختلفة . .

4- توضع فواصل معدنية على جانبي الطرق و يترك فيها مسافات ليسمح لها بالتمدد والانكماش خلال فصول السنة المختلفة. 

5-يستخدم الزئبق في صناعة الترمومترات لأنه حساس في التأثر بالحرارة ولذلك يتمدد بالحرارة وينكمش بسهولة. 6-يستخدم أطباء الاسنان مواد لها مقدار تمدد مادة مينا الأسنان عند

حشو الاسنان لتتمدد و تنكمش بنفس المعدل ولا يسقط الحشو. 

7- محركات السيارة المصنوعة من الألومنيوم يكون لها قطر داخلي أقل من قطر المحركات المصنوعة من الحديد للسماح بالتمدد الكبير للألومنيوم. 

8- يراعي ان يكون معدل تمدد حديد التسليح المستخدم في الاسمنت المسلح مساويا لمعدل تمدد الاسمنت.

التمدد الطولي للأجسام 

معامل التمدد الطولي α    ( ألفا )

 لَّحظ الفرق بين التمدد الطولي ومعامل التمدد الطولي

العوامل التي يتوقف عليها معامل التمدد الطولي لجسم α  ( ألفا ) انتبه جميع العلاقات ثابتة 
 

ملاحظات  : 

يختلف مقدار التمدد للأجسام الصلبة من جسم لآخر بسبب اختلاف معامل التمدد α   ( ألفا ) 

2- هناك بعض المواد مقاومة لتمدد الحراري لَّن لها معامل تمدد طولي صغير جدا مثال : زجاج التليسكوبات   . زجاج الأفران 

3–  عند تسخين أجزاء من الزجاج بصورة أكبر من الَّجزاء الأخرى يتمدد هذا الجزء بصورة -3 أكبر وبالتالي يحدث شروخ في الزجاج وينكسر . 

المزدوجة الحرارية :عبارة عن شريط مكون من معدنين مختلفين في معامل التمدد الطولي – مثال شريط مصنوع من الحديد والبرونز

 α حديد  >  برونز α

وبالتالي : عند درجة حرارة الغرفة يكون طول البرونز مساوي  للحديد عند التسخين فان البرونز يتمدد . أكثر من الحديد ولذلك  تنحني المزدوجة ناحية الحديد 
– عند التبريد ينكمش البرونز أكثر من الحديد ولذلك تنحني المزدوجة ناحية البرونز 

استخدامات المزدوجة الحرارية 

1. تستخدم في صناعة الصمامات أو تشغيل مفتاح كهربي 
2. تستخدم في صناعة الثرموستات  منظم  الحرارة

طريقة عمل المزدوجة الحرارية  :  

عندما يكون جو الغرفة شديد البرودة تنحني المزدوجة باتجاه شريط البرونز فتغلق  الدائرة الكهربية للسخان لتدفئة الغرفة , وعندما تصبح درجة الحرارة مرتفعة تنحني المزدوجة في اتجاه الحديد , فتفح الدائرة ويتوقف السخان عن العمل .    تستخدم المزدوجة الحرارية في صناعة الثرموستات داخل أجهزة المكيفات والثلاجات   كذلك تستخدم في صناعة منظم الحرارة داخل سخانات المياه

التمدد الحجمي للأجسام الصلبة: 

نشاط عملي: ( تجربة الكرة والحلقة ) نحضر كرة و حلقة كما بالشكل عند درجة حرارة الغرفة نلاحظ ان الكرة تدخل الي الحلقة بسهولة . عند تسخين الكرة نلاحظ انها انها تستطيع الدخول الي الحلقة يعود السبب في ذلك الي زيادة حجم الكرة نتيجة التسخين .  يمكن حساب الزيادة في حجم الَّجسام باستخدام القانون التالي : 

 

الدرس (1-3): التمدد الحراري الحلول

 السؤال الأول : اكتب بين القوسين الاسم أو المصطلح العلمي الذي تدل عليه كل من العبارات التالية

1- تغير أبعاد المادة بتغير درجة الحرارة . (       )

2 – التغير في وحدة الأطوال عندما تتغير درجة حرارته درجة سيلسيوس واحدة  . (       )

3- التغير في وحدة الأحجام عندما تتغير درجة حرارته درجة سيلسيوس واحدة . (       )

4- شريطين ملتحمين من مادتين متساويين في الإبعاد ومختلفين في معامل التمدد الطولي . (       )

السؤال الثاني: ضع علامة (✓) أمام العبارة الصحيحة وعلامة (X) أمام العبارة الغير صحيحة : 

1 – كلما زادت قوة التماسك بين الجزئيات زاد مقدار تمدده بالتسخين . (       )

2- تنحني المزدوجة الحرارية من ( الحديد – البرونز ) ناحية البرونز عند التسخين.  (       )

3- التمدد الطولي قاصر فقط على المواد الصلبة .  (       )

4- في المزدوجة الحرارية الشريط الذي يتمدد أكثر عند التسخين ينكمش أكثر عند التبريد.  (       )

5- معامل التمدد الطولي يعادل ثلاثة أمثال معامل التمدد الحجمی . (       )

السؤال الثالث : أكمل كل من العبارات التالية بما يناسبها علميا :

1- حجم معظم الأجسام ……………….. مع ارتفاع درجة الحرارة .

2- تنحني المزدوجة الحرارية المكونة من ( البرونز – الحديد ) باتجاه ………. عندما تبرد .

3 معامل التمدد الحجمي = ………….. أمثال معامل التمدد الطولي 

السؤال الرابع : اختر الإجابة الصحيحة لكل من العبارات التالية و ظلل المربع المجاور لها : 

1- إحدى العبارات التالية فقط تعتبر صحيحة هي :

• المواد الصلبة يكون مقدار تمددها بالتسخين صغيرا 
• المواد الصلبة يكون مقدار تمددها بالتسخين كبيرا 
• المواد الغازية يكون مقدار تمددها بالتسخين صغيرا
• تمدد السوائل يكون أقل من تمدد الأجسام الصلبة بالتسخين 

2- العبارة الصحيحة من العبارات التالية ، هي :

• عند مد خطوط السكك الحديدية يجب تثبيت القضبان من كلا الطرفين 
• يفضل مد خطوط الكهرباء في فصل الصيف 
• عند بناء الجسور يثبت أحد الطرفين على ركائز دوارة
• دقيقة لذكر الله تستخدم المزدوجة الحرارية في تثبیت خطوط السكك الحديدية

السؤال الخامس : علل لما يلي تعليلا علميا صحيحا :

1- تنحني المزدوجة الحرارية ناحية الحديد عندما تسخن .

…………………………………………………………………………….

2- يثبت احد طرفي الجسر على ركائز دوارة .

…………………………………………………………………………….

3 بعض أنواع الزجاج تقاوم التغير في درجة حرارتها .

…………………………………………………………………………….

4- في تجربة الكرة والحلقة صعوبة مرور الكرة بعد تسخينها تسخينا مناسبا في الحلقة .

…………………………………………………………………………….