الحرارة وحالات المادة

نصائح الإتقان

• • فرّق بين الطاقة الحرارية (Q، تعتمد على عدد الجسيمات/الكتلة) ودرجة الحرارة (متوسط الطاقة الحركية)؛ جسمان بدرجة الحرارة نفسها قد يختلفان في طاقتهما الكلية.
• • عند حساب ΔT لا تحوّل بين الكلفن والسيليزيوس — فالتدريج متساوٍ؛ التحويل T_k = T_c + 273 لازم فقط لقراءة درجة الحرارة نفسها.
• • استعمل Q = m·c·ΔT عند تغيّر درجة الحرارة، و Q = m·H عند تغيّر الحالة (انصهار/تبخر) حيث تبقى درجة الحرارة ثابتة.
• • الإشعاع وحده ينتقل عبر الفراغ؛ التوصيل في الجوامد بالتلامس، والحمل في الموائع بحركتها.
• • الإنتروبي ΔS = QT بدرجة الحرارة المطلقة (K)، وكفاءة أي محرك حراري أقل من 100% دائمًا.
• • الكثافة ρ = mV (قسمة لا ضرب)، والضغط P = FA يزيد بزيادة القوة ويقلّ بزيادة المساحة.
• • قوة الطفو F_b = ρ·V·g تساوي وزن المائع المُزاح؛ يطفو الجسم إذا ساوت وزنه أو زادت عليه.
• • في قوانين الغاز حوّل درجة الحرارة إلى الكلفن أولًا؛ بويل (T ثابتة) P·V ثابت، شارل (P ثابت) VT ثابت، جاي لوساك (V ثابت) PT ثابت.

أخطاء شائعة

• الخلط بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة: درجة الحرارة = متوسط الطاقة الحركية؛ أمّا الطاقة الحرارية الكلية فتعتمد أيضًا على عدد الجسيمات (الكتلة).
• تحويل ΔT من سيليزيوس إلى كلفن بإضافة 273: ΔT متساوٍ في المقياسين (1°C = 1 K)؛ التحويل +273 يخص قراءة درجة الحرارة لا فرقها.
• استعمال Q = m·c·ΔT أثناء الانصهار أو الغليان: عند تغيّر الحالة تُستعمل الحرارة الكامنة Q = m·H_F (انصهار) أو Q = m·H_V (تبخر).
• افتراض أن كفاءة المحرك الحراري يمكن أن تبلغ 100%: الكفاءة = الشغل الناتج ÷ الحرارة الداخلة، وهي أقل من 100% دائمًا لأن جزءًا من الحرارة يُفقد.
• استعمال درجة الحرارة بالسيليزيوس في قوانين الغاز: حوّل إلى الكلفن أولًا (T_k = T_c + 273) قبل تطبيق P₁V₁T₁ = P₂V₂T₂.
• الظن أن الجسم الأثقل يغوص دائمًا: يطفو الجسم إذا كانت قوة الطفو F_b = ρ·V·g أكبر من وزنه أو تساويه، أي إذا كانت كثافته أقل من كثافة المائع.