Uploaded by Suhaib Shbailat

termo lab

advertisement
‫اﻟﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﺗﻛﻧوﻟوﺟﯾﺔ‬
‫ﻗﺎﻧﻮن ﺑﻮﯾﻞ‬
‫ﻗﺳم اﻟﮭﻧدﺳﺔ اﻟﻣﯾﻛﺎﻧﯾﻛﯾﺔ‬
‫‪Boyle’s Law‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫طﻮر اﻟﻤﺎدة اﻟﺬي ﯾﻘﻊ أﻋﻠﻰ ﻣﻦ اﻟﻨﻘﻄﺔ اﻟﺤﺮﺟﺔ ﻟﮭﺎ ھﻮ ذﻟﻚ اﻟﻄﻮر اﻟﺬي ﯾﻌﺮف ﺑﺄﻧﮫ "‬
‫اﻟﻄﻮر اﻟﻐﺎزي "‪ .‬اﻟﻐﺎزات ﺗﻌﺘﺒﺮ اﻟﻤﻮاد اﻷﻛﺜﺮ أﺳﺘﺨﺪاﻣﺎ ً ﻓﻲ اﻟﺘﻄﺒﯿﻘﺎت اﻟﮭﻨﺪﺳﯿﺔ ﻣﻤﺎ ﯾﻮﺟﺐ‬
‫وﺟﻮد ﻋﻼﻗﺔ ﺗﺮﺑﻂ ﻣﺎﺑﯿﻦ ﺧﻮاﺻﮭﺎ اﻟﻤﻘﺎﺳﺔ )‪ (p, v, T‬أﺛﻨﺎء ﺧﻀﻮﻋﮭﺎ ﻟﻠﻌﻤﻠﯿﺎت و‬
‫اﻷﺟﺮاءات اﻟﺜﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﺔ‪ .‬أﺳﺘﻨﺒﺎط ھﻜﺬا ﻋﻼﻗﺎت ﯾﺘﻄﻠﺐ إﺟﺮاء ﺗﺠﺎرب ﻋﻤﻠﯿﺔ ﺑﮭﺪف‬
‫اﻟﺤﺼﻮل ﻋﻠﻰ ﻗﻮاﻧﯿﻦ ﺗﺤﻜﻢ ﺗﻐﯿﺮ ھﺬه اﻟﺨﻮاص ﻣﻊ ﺑﻌﻀﮭﺎ‪.‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪(1‬‬
‫ﯾﻌﺘﺒﺮ ﻗﺎﻧﻮن ﺑﻮﯾﻞ اﻟﺬي ﻗﺪﻣﮫ اﻟﻌﺎﻟﻢ اﻵﯾﺮﻟﻨﺪي روﺑﺮت ﺑﻮﯾﻞ ﻋﺎم ‪ 1662‬م واﺣﺪ ﻣﻦ أھﻢ‬
‫اﻟﻘﻮاﻧﯿﻦ اﻟﺮاﺋﺪة ﻓﻲ ھﺬا اﻟﻤﺠﺎل واﻟﺬي ﯾﻨﺺ ﻋﻠﻰ‪:‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﺣﺠﻢ ﻛﻤﯿﺔ ﻣﺤﺪدة ﻣﻦ ﻏﺎز ﯾﺘﻨﺎﺳﺐ ﻋﻜﺴﯿﺎ ً ﻣﻊ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻤﺴﻠﻂ ﻋﻠﯿﮫ ﺑﺜﺒﻮت درﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮫ‬
‫اﻟﻤﻄﻠﻘﺔ‪.‬‬
‫ﺑﺬﻟﻚ ﯾﻤﻜﻦ اﻟﺘﻌﺒﯿﺮ رﯾﺎﺿﯿﺎ ً ﻋﻦ ھﺬا اﻟﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎﻟﺸﻜﻞ‪:‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑــﺔ ‪ :‬ﺗﺤﻘﯿﻖ ﻗﺎﻧﻮن ﺑﻮﯾﻞ‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‪:‬‬
‫ھدف اﻟﺗﺟرﺑﺔ ‪:‬‬
‫ﯾﻤﺜﻞ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻜﻠﻲ اﻟﺬي ﯾﺴﻠﻄﮫ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻣﺎ ﯾﻜﺎﻓﺊ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﺠﻮي ﻣﻀﺎﻓﺎ َ اﻟﯿﮫ‬
‫اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ وزن ﻋﻤﻮد اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻔﺘﻮﺣﺔ وھﺬا اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻜﻠﻲ ﯾﺤﺴﺐ ﻣﻦ‬
‫اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ‪:‬‬
‫‪pabs‬‬
‫ﯾﻤﺜﻞ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻤﻄﻠﻖ ﻟﻠﮭﻮاء اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ‪.‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫‪patm‬‬
‫ﯾﻤﺜﻞ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﺠﻮي اﻟﺴﺎﺋﺪ‪.‬‬
‫‪ pgauge‬ﯾﻤﺜﻞ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻤﻘﺎس اﻟﺬي ﯾﺴﻠﻄﮫ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﺿﺪ ﻋﻤﻮد اﻟﺰﺋﺒﻖ ‪.‬‬
‫‪Z‬‬
‫ﯾﻤﺜﻞ ﻓﺮق اﻻرﺗﻔﺎع ﺑﯿﻦ ﻣﺴﺘﻮى اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ‪.‬‬
‫ﺑﯿﻨﻤﺎ ﯾﻤﻜﻦ اﺧﺬ اﻟﻘﯿﻢ اﻟﻌﺪدﯾﺔ اﻟﺘﺎﻟﯿﺔ ﻟﻠﺜﻮاﺑﺖ ‪:‬‬
‫ﺣﯿﺚ ان ﻟﻼﻧﺒﻮب ﻣﺴﺎﺣﺔ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻨﺘﻈﻤﺔ ‪ ،‬ﻓﺎن ﺣﺠﻢ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﺳﻮف ﯾﺘﻨﺎﺳﺐ طﺮدﯾﺎ ً ﻣﻊ طﻮل ﻋﻤﻮد‬
‫اﻟﮭﻮاء ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ ‪:‬‬
‫ﻟﻮ ﻋﻮﺿﻨﺎ ھﺬه اﻟﻘﯿﻤﺔ ﻓﻲ ﺻﯿﻐﺔ ﻗﺎﻧﻮن ﺑﻮﯾﻞ ﺳﯿﻜﻮن‪:‬‬
‫وﻟﺘﺤﻮﯾﻞ اﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﻰ ﻣﺎ ﯾﻨﺎﺳﺐ ﻗﺮاءات اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ وھﻲ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ ارﺗﻔﺎﻋﺎت ﻟﻤﻨﺎﺳﯿﺐ اﻟﺴﻮاﺋﻞ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ‬
‫ﺳﺘﺼﺒﺢ اﻟﻌﻼﻗﺔ‪:‬‬
‫ﺣﯿﺚ ﺗﻤﺜﻞ ھﺬه اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﻋﻼﻗﺔ ﺧﻂ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﻟﮭﺎ اﻟﺸﻜﻞ )‪ .( y = a x – ao‬ﻣﻦ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﯾﺘﻀﺢ ﻟﻨﺎ ان ﻣﯿﻞ اﻟﺨﻂ‬
‫اﻟﻤﺴﺘﻘﯿﻢ ھﻮ اﻟﻤﻘﺪار ‪ C/ρgA‬ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﻜﻮن ﻗﯿﻢ ‪ 1/L‬ﻣﻤﺜﻠﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﺤﻮر اﻟﺴﯿﻨﺎت ﺑﯿﻨﻤﺎ ﺗﻜﻮن ﻗﯿﻢ ‪ Z‬ﻣﻤﺜﻠﺔ ﻋﻠﻰ‬
‫ﻣﺤﻮر اﻟﺼﺎدات‪.‬‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ھﻮ ﻣﻤﺎﺛﻞ ﻟﺘﺮﻛﯿﺒﺔ ﺟﮭﺎز ﺑﻮﯾﻞ ﺣﯿﺚ ﯾﺘﺎﻟﻒ ﻣﻦ اﻧﺒﻮﺑﺔ زﺟﺎﺟﯿﺔ ﻣﻐﻠﻘﺔ اﻟﻨﮭﺎﯾﺔ وﻣﻘﻠﻮﺑﺔ ﺑﺤﯿﺚ‬
‫ﻧﮭﺎﯾﺘﮭﺎ اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ اﻟﻰ اﻻﻋﻠﻰ‪ .‬ﺗﺮﺗﺒﻂ ھﺬه اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ ﻣﻦ اﺳﻔﻠﮭﺎ ﺑﺎﻧﺒﻮﺑﺔ ﻣﻄﺎطﯿﺔ ﻣﺮﻧﺔ ﺗﺆدي ﻧﮭﺎﯾﺘﮭﺎ اﻻﺧﺮى اﻟﻰ‬
‫اﻧﺒﻮﺑﺔ زﺟﺎﺟﯿﺔ ﺛﺎﻧﯿﺔ ﻣﻔﺘﻮﺣﺔ اﻟﻄﺮﻓﯿﻦ‪ .‬اﻟﻨﮭﺎﯾﺔ اﻟﻤﻔﺘﻮﺣﺔ اﻟﺴﻔﻠﻰ ﻟﻼﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﺜﺎﻧﯿﺔ ﻣﺘﺼﻠﺔ ﺑﺎﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻄﺎطﯿﺔ ﺑﯿﻨﻤﺎ‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﻧﮭﺎﯾﺘﮭﺎ اﻟﻌﻠﯿﺎ ﺗﺮﻛﺖ ﻣﻔﺘﻮﺣﺔ اﻟﻰ اﻟﺠﻮ‪ .‬ﯾﺴﻜﺐ اﻟﺰﺋﺒﻖ داﺧﻞ اﻟﺠﮭﺎز ﻣﻦ اﻟﻄﺮف اﻟﻤﻔﺘﻮح ﻟﻠﺠﻮ ﻟﯿﻌﻤﻞ ﻋﻤﻮد‬
‫اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ ﻛﻤﻜﺒﺲ ﯾﺤﺒﺲ وراﺋﮫ ﻛﻤﯿﺔ ﻣﻦ اﻟﮭﻮاء ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻘﻠﻮﺑﺔ وھﺬه ﺗﻤﺜﻞ اﻟﻨﻈﺎم اﻟﺤﺮاري‪.‬‬
‫ﻟﺘﺴﮭﯿﻞ اداء اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺗﻢ ﺗﺜﺒﯿﺖ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﻘﻠﻮﺑﺔ اﻟﻰ ﺣﺎﻣﻞ ﻣﻘﯿﺪ ﺑﯿﻨﻤﺎ ﺗﺮﻛﺖ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ ﻣﻔﺘﻮﺣﺔ اﻟﻄﺮﻓﯿﻦ‬
‫ﻟﺘﺘﺤﺮك ﺻﻌﻮدا وﻧﺰوﻻ ﺑﺮﺑﻄﮭﺎ اﻟﻰ ﺣﺎﻣﻞ ﻣﺘﺤﺮك ﻟﺘﻐﯿﯿﺮ ارﺗﻔﺎع ﻋﻤﻮد اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺗﻐﯿﯿﺮ‬
‫ﻓﺮق اﻟﻤﻨﺎﺳﯿﺐ ﺑﯿﻨﮭﻤﺎ وھﻮ ﻣﺎ ﯾﻌﻨﻲ ﺗﻐﯿﯿﺮ اﻟﻀﻐﻂ اﻟﻤﺴﻠﻂ ﻋﻠﻰ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس‪.‬‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ ﺗﺠﺮﺑﺔ ﺑﻮﯾﻞ‬
‫‪3‬‬
‫اﻟﻤﺤﺮار اﻟﻐﺎزي‬
‫‪Gas Thermometer‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﺗﻌﺮف درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﺑﺎﻧﮭﺎ ﺗﻤﺜﻞ ﻣﺆﺷﺮاً ﻟﻤﺪى ﺳﺨﻮﻧﺔ او ﺑﺮودة اﻟﺠﺴﻢ ‪ .‬ھﺬا اﻟﺘﻌﺮﯾﻒ‬
‫ﯾﺒﺪو ﻏﯿﺮ ﻣﺤﺪد ﻛﻮن اﻻﺣﺴﺎس ﺑﺎﻟﺒﺮودة او اﻟﺴﺨﻮﻧﺔ ﺗﻌﺪ ﻣﺴﺄﻟﺔ ﻧﺴﺒﯿﺔ ﺗﺨﺘﻠﻒ ﻣﻦ ﺷﺨﺺ اﻟﻰ‬
‫آﺧﺮ ﻣﻤﺎ ﯾﺴﺘﺪﻋﻲ وﺟﻮد أﺳﺎس دﻗﯿﻖ ﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﻌﺪدﯾﺔ ﻟﺪرﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻛﻮﻧﮭﺎ واﺣﺪة ﻣﻦ‬
‫ﺧﻮاص اﻟﻤﺎدة اﻟﻘﺎﺑﻠﺔ ﻟﻠﻘﯿﺎس ‪.‬‬
‫اﻷداة اﻟﺘﻲ ﺗﺴﺘﺨﺪم ﻟﺘﺤﻘﯿﻖ ذﻟﻚ ﺗﺴﻤﻰ اﻟﻤﺤﺮار ‪ Thermometer‬واﻟﺬي ﯾﺴﺘﻨﺪ ﻓﻲ ﻣﺒﺪأ‬
‫ﻋﻤﻠﮫ اﻟﻰ اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻟﺼﻔﺮي ﻟﺪﯾﻨﺎﻣﯿﻚ اﻟﺤﺮارة واﻟﺬي ﯾﻨﺺ ﻋﻠﻰ‪:‬‬
‫أذا ﻛﺎن ﺟﺴﻤﺎن ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﺗﺰان ﺣﺮاري ﻣﻊ ﺟﺴﻢ ﺛﺎﻟﺚ ﻓﺎﻧﮭﻤﺎ ﺳﯿﻜﻮﻧﺎن ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ اﺗﺰان ﻣﻊ‬
‫ﺑﻌﻀﮭﻤﺎ‪.‬‬
‫ﻓﻠﻮ ﻛﺎن اﻟﺠﺴﻢ اﻟﺜﺎﻟﺚ ھﻮ اﻟﻤﺤﺮار ﻓﻌﻨﺪ ذاك ﺳﯿﻜﻮن اﻟﺠﺴﻤﺎن ﻟﮭﻤﺎ ﻧﻔﺲ ﻗﺮاءة درﺟﺔ‬
‫اﻟﺤﺮارة‪.‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪(2‬‬
‫ﺗﺴﺘﻨﺪ طﺮق ﻗﯿﺎس درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻰ ﺗﻐﯿﺮ اﺣﺪى ﺧﻮاص اﻟﻤﺎدة ﺑﺘﻐﯿﺮ درﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮭﺎ ‪،‬‬
‫ﻣﺜﺎﻟﮭﺎ ﺗﻐﯿﺮ اﻟﺤﺠﻢ ‪ ،‬اﻟﻀﻐﻂ ‪ ،‬اﻟﻤﻘﺎوﻣﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ‪..‬اﻟﺦ‪ .‬ﻣﻦ ذﻟﻚ ﯾﻤﻜﻦ رﺑﻂ ﺗﻐﯿﺮ ھﺬه‬
‫اﻟﺨﺎﺻﯿﺔ ﻣﻊ ﺗﻐﯿﺮ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻋﺒﺮ داﻟﺔ رﯾﺎﺿﯿﺔ ﻣﺤﺪدة ﻣﻤﺎ ﯾﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﺑﻨﺎء ﺗﺪرﯾﺞ ﯾﻨﺎظﺮ‬
‫اﻟﺘﻐﯿﺮ ﺑﺘﻠﻚ اﻟﺨﺎﺻﯿﺔ ﻣﻊ ﺗﻐﯿﺮ ﻣﻌﻠﻮم ﺑﺪرﺟﺔ اﻟﺤﺮارة‪.‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺗﺤﻘﯿﻖ ﻗﺎﻧﻮن ﻏﺎي – ﻟﻮﺳﺎك وﻗﯿﺎس درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز‪.‬‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﻗﺪم اﻟﻌﺎﻟﻢ واﻟﻔﯿﺰﯾﺎوي اﻟﻔﺮﻧﺴﻲ ﻏﺎي‪ -‬ﻟﻮﺳﺎك ‪ Gay-Lussac‬ﻋﺎم ‪1802‬م ﻣﻼﺣﻈﺎﺗﮫ‬
‫ﺣﻮل ﺗﻐﯿﺮ ﺧﻮاص اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺜﺎﻟﻲ ﺑﺼﯿﻐﺔ ﻗﺎﻧﻮن ﻋﺮف ﺑﺄﺳﻤﮫ وﯾﻨﺺ ﻋﻠﻰ ‪:‬‬
‫ﻟﻜﺘﻠﺔ ﻣﺤﺪدة ﻣﻦ ﻏﺎز ﻣﺜﺎﻟﻲ ﻓﺄن ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز ﯾﺘﻨﺎﺳﺐ طﺮدﯾﺎ ً ﻣﻊ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﺑﺜﺒﻮت‬
‫ﺣﺠﻤﮫ‪.‬‬
‫وﺑﺬﻟﻚ ﯾﻤﻜﻦ اﻟﺘﻌﺒﯿﺮ رﯾﺎﺿﯿﺎ ﻋﻦ ھﺬا اﻟﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎﻟﺸﻜﻞ ‪:‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ھﺬه اﻟﺼﯿﻐﺔ ﺗﻘﺪم اﻣﻜﺎﻧﯿﺔ ﺑﻨﺎء ﻣﺤﺮار ﻏﺎزي ﯾﻌﻤﻞ ﺗﺤﺖ ﺣﺠﻢ ﺛﺎﺑﺖ ﺑﺤﯿﺚ ﯾﺮﺑﻂ اﻟﺘﻐﯿﺮ ﺑﺎﻟﻀﻐﻂ ﻟﻐﺎز ﺑﺘـﻐﯿـﺮ‬
‫درﺟـﺔ ﺣﺮارﺗﮫ واﺳﺘﻨﺘﺎج ﺗﺪرﯾﺞ ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﻟﻘـﯿﺎس درﺟﺎت اﻟﺤـﺮارة ﺑﻮاﺳﻄﺘﮫ‪ .‬ھﺬا ھـﻮ ﻣـﺎ ﯾـﻌـﺮف " اﻟﻤﺤﺮار‬
‫اﻟﻐﺎزي ذي اﻟﺤﺠﻢ اﻟﺜﺎﺑﺖ "‪ .‬ﺑﺘﻄﺒﯿﻖ ﻗﺎﻧﻮن ﻏﺎي‪ -‬ﻟﻮﺳﺎك ﻋﻠﻰ ﺣﺎﻟﺘﯿﻦ ‪:‬‬
‫واﻻن ﻟﻮ ﻛﺎﻧﺖ اﺣﺪى ھﺎﺗﯿﻦ اﻟﺤﺎﻟﺘﯿﻦ ﺗﻤﺜﻞ اﻟﻈﺮوف اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ ﺑﺤﯿﺚ ‪:‬‬
‫ﺣﯿﺚ ﯾﻤﺜﻞ ‪ To‬درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﺮﺟﻌﯿﺔ )اﻟﺼﻔﺮﯾﺔ( ‪ ،‬ﺑﺬﻟﻚ ﺳﯿﻜﻮن‪:‬‬
‫ﻟﻮ ﻋﺒﺮﻧﺎ ﻋﻦ اﻟﺜﺎﺑﺖ )‪ (1/273‬ﺑﺎﻟﺮﻣﺰ ‪ ‬ﻓﺘﺼﺒﺢ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ‪:‬‬
‫ﺣﯿﺚ ﯾﻤﺜﻞ ‪ po‬ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز ﻋﻨﺪ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﺮﺟﻌﯿﺔ )‪ (0oC‬وھﺬا ﯾﻌﻨﻲ اﻧﮫ ﻋﻨﺪ ﺣﺠﻢ ﺛﺎﺑﺖ ﻓﺎن ﺿﻐﻂ‬
‫اﻟﻐﺎز ﺳﯿﺘﻐﯿﺮ ﺑﻨﺴﺒﺔ )‪ (1/273‬ﻋﻦ ﻗﯿﻤﺘﮫ ﻋﻨﺪ اﻟﺪرﺟﺔ اﻟﻤﺮﺟﻌﯿﺔ‪ .‬ﻣﺮة اﺧﺮى ﺑﺘﻄﺒﯿﻖ ﻗﺎﻧﻮن ﻏﺎي – ﻟﻮﺳﺎك ﺑﯿﻦ‬
‫ﺣﺎﻟﺘﯿﻦ ‪:‬‬
‫ﺑﺎﻋﺎدة اﻟﺘﺮﺗﯿﺐ واﻟﺘﺒﺴﯿﻂ ﺗﺼﺒﺢ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ ﺑﺎﻟﺸﻜﻞ‪:‬‬
‫وﺣﯿﺚ ان )‪ ( = 1/273‬وان )‪ (p = gZ‬ﻓﻌﻠﯿﮫ ﺳﺘﺼﺒﺢ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫وھﻲ ﺗﻤﺜﻞ اﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ ﻟﻘﯿﺎس ﻣﻌﺎﻣﻞ زﯾﺎدة درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻟﮭﺬا اﻟﻤﺤﺮار اﻟﻐﺎزي ذي اﻟﺤﺠﻢ اﻟﺜﺎﺑﺖ‪.‬‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫ﯾﺘﺎﻟﻒ اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﻣﻦ دورق زﺟﺎﺟﻲ ﯾﺘﺼﻞ ﻣﺒﺎﺷﺮة ﺑﺎﻧﺒﻮﺑﺔ زﺟﺎﺟﯿﺔ ﻣﻌﺰوﻟﺔ ﺣﺮارﯾﺎ‬
‫ﺗﺤﻮي زﺋﺒﻖ ﯾﺤﺒﺲ ﻏﺎزا ﻓﻲ اﻟﺪورق وﻗﺪ ﺛﺒﺘﺖ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ دون ﺣﺮﻛﺔ‪ .‬ﺗﺮﺑﻂ اﻧﺒﻮﺑﺔ ﻣﻄﺎطﯿﺔ ﻣﺮﻧﺔ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﺜﺒﺘﺔ‬
‫ﺑﺎﻧﺒﻮﺑﺔ زﺟﺎﺟﯿﺔ اﺧﺮى ﻣﻔﺘﻮﺣﺔ اﻟﻄﺮﻓﯿﻦ ﻣﺜﺒﺘﺔ ﻋﻠﻰ ﺣﺎﻣﻞ ﻟﮫ ﻗﺎﺑﻠﯿﺔ اﻟﺤﺮﻛﺔ ﺻﻌﻮدا وﻧﺰوﻻ ﻣﻤﺎ ﯾﺴﻤﺢ ﺑﺘﻐﯿﯿﺮ‬
‫ﻣﺴﺘﻮى اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ‪ .‬ﺗﻢ ﻏﻤﺮ اﻟﺪورق ﻓﻲ ﺣﻮض ﻣﻦ اﻟﻤﺎء ﻣﺰود ﺑﻤﺴﺨﻦ ﻛﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻣﺴﯿﻄﺮ ﻋﻠﯿﮫ‬
‫ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﺛﺮﻣﻮﺳﺘﺎت ﻟﻠﺘﺤﻜﻢ ﺑﺪرﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء‪ .‬ﯾﻌﻤﻞ اﻟﻤﺎء ﻛﻮﺳﻂ ﻟﺘﺠﺎﻧﺲ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﺣﻮل اﻟﺪورق‬
‫واﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس داﺧﻠﮫ ‪ ،‬ﻛﻤﺎ وزود اﻟﺤﻮض ﺑﺨﻼط ﻛﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻟﺘﺪوﯾﺮ اﻟﻤﺎء ﻟﻠﻤﺴﺎﻋﺪة ﻓﻲ ﺗﺠﺎﻧﺲ درﺟﺎت‬
‫اﻟﺤﺮارة ﻓﻲ اﻟﺤﻮض‪.‬‬
‫ﻣﺨﻄﻂ ﻟﻠﻤﺤﺮار اﻟﻐﺎزي‬
‫‪3‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪ .1‬اﻟﺘﺎﻛﺪ ﻣﻦ وﺟﺪود ﻣﺎء ﻣﻘﻄﺮ داﺧﻞ اﻟﺤﻮض اﻟﻰ ارﺗﻔﺎع ﺑﻀﻌﺔ ﺳﻨﺘﻤﺘﺮات ﻣﻦ اﻟﺤﺎﻓﺔ اﻟﻌﻠﯿﺎ ﻟﻠﺤﻮض وﻣﻦ ﺛﻢ‬
‫ﺗﺸﻐﯿﻞ اﻟﺨﻼط اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ‪.‬‬
‫‪ .2‬ﺗﺄﺷﯿﺮ ﻣﻮﺿﻊ اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﺜﺒﺘﺔ ﻟﺘﺤﺪﯾﺪ ﺣﺠﻢ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻗﺒﻞ ﺑﺪء اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﯾﻜﻮن اﻟﻤﺎء‬
‫ﺑﺎرد ﻋﻨﺪ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻐﺮﻓﺔ )اﻟﻤﻮﺿﻊ ‪ x‬ﻓﻲ اﻟﺸﻜﻞ اﻋﻼه(‪.‬‬
‫‪ .3‬ﺗﺠﮭﯿﺰ اﻟﻤﺴﺨﻦ ﺑﺎﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻟﺒﺪء ﺗﺴﺨﯿﻦ اﻟﻤﺎء ﻓﻲ اﻟﺤﻮض وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺗﺴﺨﯿﻦ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻓﻲ‬
‫اﻟﺪورق اﻟﻤﻐﻤﻮر ﻓﻲ اﻟﻤﺎء‪.‬‬
‫‪ .4‬ﺗﺜﺒﯿﺖ اﻟﺰﯾﺎدة ﻓﻲ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻟﻠﻤﺎء ﺑﻤﻘﺪار ‪ 4oC‬ﺑﯿﻦ ﻛﻞ ﻗﺮاءة وﺳﺎﺑﻘﺘﮭﺎ وﻣﻼﺣﻈﺔ ﺗﻐﯿﺮ ﻣﻮﺿﻊ ﻣﺴﺘﻮى‬
‫اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﺜﺒﺘﺔ ﺑﺴﺒﺐ ﺗﻤﺪد اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس‪.‬‬
‫‪ .5‬ﯾﺤﺮك اﻟﺤﺎﻣﻞ ﻟﻼﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﺘﺤﺮﻛﺔ اﻟﻰ اﻻﻋﻠﻰ ﻻﻋﺎدة ﻣﻮﺿﻊ ﻣﺴﺘﻮى اﻟﺰﺋﺒﻖ ﻓﻲ اﻻﻧﺒﻮﺑﺔ اﻟﻤﺜﺒﺘﺔ اﻟﻰ‬
‫اﻻﺷﺎرة اﻻﺑﺘﺪاﺋﯿﺔ )‪ (x‬ﺑﮭﺪف اﻟﺤﻔﺎظ ﻋﻠﻰ ﺣﺠﻢ ﺛﺎﺑﺖ ﻟﻠﻐﺎز وﻣﻦ ﺛﻢ ﯾﻘﺮأ اﻟﻔﺮق ﻓﻲ ﻣﺴﺘﻮى اﻟﺰﺋﺒﻖ ﺑﯿﻦ‬
‫اﻻﻧﺒﻮﺑﺘﯿﻦ‪.‬‬
‫‪ .6‬ﺗﻜﺮر اﻟﺨﻄﻮة ) ‪ ( 5‬ﻟﻌﺪة ﻗﺮاءات ﺑﻤﺎ ﯾﺘﻨﺎﺳﺐ واﻟﻔﺮق اﻟﻤﺘﺎح ﻓﻲ درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة ﻣﻊ اﻟﻤﺤﯿﻂ‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫اﻟﺤــــﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿــــﺔ‬
‫‪Specific Heat‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ﻋﻨﺪ ﺗﺴﺨﯿﻦ ﺟﺴﻢ أو ﺗﺒﺮﯾﺪه ﻓﺄن ﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻼزﻣﺔ ﻷﺣﺪاث ﻓﺮق ﺛﺎﺑﺖ ﻓﻲ درﺟﺔ‬
‫ﺣﺮارة اﻟﺠﺴﻢ ﺗﺘﺒﺎﯾﻦ ﺣﺴﺐ ﻧﻮع اﻟﻤﺎدة اﻟﻤﻌﺮﺿﺔ ﻟﻸﺟﺮاء‪ .‬أن أﺧﺘﯿﺎر اﻟﻤﺎدة اﻟﻤﻨﺎﺳﺒﺔ ﻟﺘﻄﺒﯿﻖ‬
‫ﻣﺤﺪد ﯾﺘﻀﻤﻦ اﻧﺘﻘﺎﻻً ﻟﻠﺤﺮارة ﯾﺘﻄﻠﺐ ﻣﻌﺮﻓﺔ ﺧﺎﺻﯿﺔ ﻣﻌﯿﻨﺔ ﺗﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﻣﻘﺎرﻧﺔ ﻣﻘﺪرة اﻟﻤﻮاد‬
‫اﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﻋﻠﻰ ﺧﺰن اﻟﻄﺎﻗﺔ ‪ ،‬ھﺬه اﻟﺨﺎﺻﯿﺔ ﺗﺪﻋﻰ " اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ " وﺗﻌﺮف ﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ‪:‬‬
‫ﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻼزﻣﺔ ﻟﺮﻓﻊ درﺟﺔ ﺣﺮارة وﺣﺪة اﻟﻜﺘﻠﺔ ﻣﻦ ﺟﺴﻢ درﺟﺔ ﺣﺮارﯾﺔ واﺣﺪة‬
‫وﺗﺨﺘﻠﻒ ﻗﯿﻤﺘﮭﺎ ﺑﺄﺧﺘﻼف اﻟﻤﺎدة ودرﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮭﺎ‪.‬‬
‫اﻟﻤﻮاد اﻟﺼﻠﺒﺔ واﻟﺴﺎﺋﻠﺔ ﺗﻌﺪ ﻏﯿﺮ ﻗﺎﺑﻠﺔ ﻟﻸﻧﻀﻐﺎط وﻟﮭﺬا ﻓﮭﻲ ﺗﻤﺘﻠﻚ ﺣﺮارة ﻧﻮﻋﯿﺔ ﻣﻨﻔﺮدة ‪،‬‬
‫ﺑﯿﻨﻤﺎ ﯾﻜﻮن ﻟﻠﻐﺎزات اﻟﻘﺎﺑﻠﺔ ﻟﻸﻧﻀﻐﺎط ﻗﯿﻤﺘﯿﻦ ﻟﻠﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ أﻋﺘﻤﺎداً ﻋﻠﻰ ﻧﻮﻋﯿﺔ اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ‬
‫اﻟﻤﻄﺒﻖ ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺎدة أن ﺗﻢ ﺗﺤﺖ ﺿﻐﻂ ﺛﺎﺑﺖ أم ﺣﺠﻢ ﺛﺎﺑﺖ‪.‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪(3‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‪ :‬ﻗﯿﺎس اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﻟﺴﺒﯿﻜﺔ ﻣﻌﺪﻧﯿﺔ‪.‬‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺣﯿﺚ أن اﻟﺤﺮارة ﻻ ﺗﻨﺘﻘﻞ إﻻ ﺑﻮﺟﻮد ﻓﺮق ﺑﺪرﺟﺎت اﻟﺤﺮارة ﺑﯿﻦ اﻟﺠﺴﻢ وﻣﺤﯿﻄﮫ أو ﺑﯿﻦ‬
‫ﺟﺴﻤﯿﻦ ﻣﺘﺠﺎورﯾﻦ أي‪:‬‬
‫وﻗﺪ وﺟﺪ ﺗﺠﺮﯾﺒﯿﺎ ً أن ھﺬا اﻟﺜﺎﺑﺖ ‪ S‬ﯾﻤﺜﻞ اﻟﺴﻌﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻟﻠﻤﺎدة‪:‬‬
‫وﺑﺬﻟﻚ ﯾﻤﻜﻦ اﻟﺘﻌﺒﯿﺮ ﻋﻦ ﻣﻘﺪار اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻨﺘﻘﻠﺔ ﺑﺎﻟﻤﻌﺎدﻟﺔ‪:‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﯾﺘﻄﻠﺐ ھﺬا اﻟﺘﻜﺎﻣﻞ ﻣﻌﺮﻓﺔ اﻷرﺗﺒﺎط اﻟﺮﯾﺎﺿﻲ ﻟﻠﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ‪ C‬ﻛﺪاﻟﺔ ﻟﺪرﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ‪ T‬ﻷﺗﻤﺎم ھﺬا اﻟﺘﻜﺎﻣﻞ ‪.‬‬
‫ﻟﻮ أﻋﺘﺒﺮت اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ اﻧﮭﺎ ﺳﺘﻜﻮن ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻟﻠﻤﺪى ‪ T2 – T1‬ﺑﺤﯿﺚ‪:‬‬
‫ﺑﺬﻟﻚ ﯾﻤﻜﻦ ﻣﻌﺮﻓﺔ ﻗﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﻟﻠﻤﺎدة ﻣﻦ‪:‬‬
‫ﺗﻌﺪ ﻓﺮﺿﯿﺔ ﺛﺒﻮت ﻗﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﺧﻼل اﻟﺘﻐﯿﺮ ﻣﻘﺒﻮﻻً ﻛﻮن ﻣﻌﻈﻢ اﻟﻤﻮاد ﯾﻜﻮن ﻣﻘﺪار اﻟﺘﻐﯿﺮ‬
‫ﺑﺤﺮارﺗﮭﺎ اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﺻﻐﯿﺮ ﻣﻊ ﻣﺪى ﻣﻠﺤﻮظ ﻣﻦ درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة‪.‬‬
‫ﯾﺴﺘﺨﺪم اﻟﻤﺴﻌﺮ اﻟﺤﺮاري ﻟﻘﯿﺎس اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﻟﻠﻤﻮاد اﻟﺼﻠﺒﺔ ﺣﯿﺚ ﯾﺘﻢ ﻋﺰﻟﮫ ﺣﺮارﯾﺎ ً ﻋﻦ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻟﺘﺠﻨﺐ‬
‫اﻟﺨﺴﺎﺋﺮ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻣﻤﺎ ﯾﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﺗﻄﺒﯿﻖ اﻟﻤﻮازﻧﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﺤﺘﻮﯾﺎﺗﮫ‪:‬‬
‫اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻔﻘﻮدة ﺗﻤﺜﻞ ھﻨﺎ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ اﻟﻤﺠﮭﺰة اﻟﻰ اﻟﻤﺴﺨﻦ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ واﻟﺘﻲ ﯾﺘﻢ ﺗﺒﺪﯾﺪھﺎ ﻛﺤﺮارة‬
‫داﺧﻞ اﻟﻤﺎء اﻟﺬي ﯾﻌﻤﻞ ﻛﻮﺳﻂ ﻟﺘﺠﺎﻧﺲ ﺗﻮزﯾﻊ درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة داﺧﻞ اﻟﻤﺴﻌﺮ‪ .‬ﻣﻦ ﺟﺎﻧﺐ آﺧﺮ‪ ،‬ﺗﻤﺜﻞ اﻟﺤﺮارة‬
‫اﻟﻤﻜﺘﺴﺒﺔ ﻣﻘﺪار اﻟﺰﯾﺎدة ﻓﻲ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺪاﺧﻠﯿﺔ ﻟﻠﻤﺴﻌﺮ وﻣﺤﺘﻮﯾﺎﺗﮫ واﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻋﻦ أﻣﺘﺼﺎص اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﺒﺪدة داﺧﻞ‬
‫اﻟﻤﺎء ﻛﻞ ﺣﺴﺐ ﺳﻌﺘﮫ اﻟﺤﺮارﯾﺔ‪ .‬ﺑﺬﻟﻚ ﺳﺘﻜﻮن اﻟﻤﻮازﻧﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ‪:‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫ﯾﺘﻜﻮن اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ ﻗﯿﺎس اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ ﻣﻦ اﻟﺠﺰء اﻷﺳﺎس وھﻮ اﻟﻮﻋﺎء اﻟﻤﻌﺪﻧﻲ اﻟـﺬي ﺳـﻌﺘﮫ‬
‫‪ 37‬ﻟﺘﺮ وﯾﺜﺒﺖ ﻓﻲ أﺣﺪ ﺟﺎﻧﺒﯿﮫ وﺑﺸﻜﻞ ﻣﺤﻜﻢ اﻟﻤﺴﺨﻦ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ وﻗﺪرﺗﮫ ﺗﺴﺎوي ‪ 1000 watt‬وﯾﻮﺿﻊ اﻟﻮﻋﺎء‬
‫اﻟﻤﻌﺪﻧﻲ داﺧﻞ ﺻﻨﺪوق ﺧﺸﺒﻲ ﻣﺼﻤﻢ ﻟﮭﺬه اﻟﻐﺎﯾﺔ ﻣﻌﺰول ﻣﻦ اﻟﺪاﺧﻞ ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﻣﺎدة اﻟﺒﻮﻟﺴﺘﺮ)اﻟﻔﻠﯿﻦ( ‪ .‬ﯾﻮﺟﺪ‬
‫داﺧﻞ اﻟﻮﻋﺎء اﯾﻀﺎ ﺧﻼط ) ‪ (Mixer‬ﯾﻘﻮم ﺑﺘﺤﺮﯾﻚ اﻟﻤﺎء ﻟﺘﻮزﯾﻊ درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة ﺑﺸﻜﻞ ﻣﺘﻮازن ‪ ،‬ﻛﻤﺎ وﯾﻮﺟﺪ‬
‫ﻓﻲ أﻋﻠﻰ اﻟﺼﻨﺪوق ﻓﺘﺤﺔ ﺻﻐﯿﺮة ﻟﻮﺿﻊ ﻣﺠﺲ ﻟﻤﺤﺮار رﻗﻤﻲ ﻟﻘﯿﺎس درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء اﻟﻤﻮﺿﻮع داﺧﻞ‬
‫اﻟﻮﻋﺎء‪ .‬ﻣﺮﻛﺐ ﻓﻲ أﻋﻠﻰ اﻟﺼﻨﺪوق ﺟﺰء ﻣﺘﺤﺮك ﻟﻐﺮض ﻓﺘﺢ وﻏﻠﻖ اﻟﺼﻨﺪوق ﺑﺴﮭﻮﻟﺔ ووﺿﻊ اﻟﺴﺒﯿﻜﺔ اﻟﻤﺮاد‬
‫ﻣﻌﺮﻓﺔ ﺣﺮارﺗﮭﺎ اﻟﻨﻮﻋﯿﺔ أو ﻟﻐﺮض ﺗﻔﺮﯾﻎ وأﻣﻼء اﻟﺤﻮض ﺑﺎﻟﻤﺎء اﻟﻤﻘﻄﺮ ﻟﻤﻨﻊ ﺣﺪوث اﻟﺘﻜﻠﺴﺎت اﻟﺪاﺧﻠﯿﺔ ‪.‬‬
‫ﯾﺜﺒﺖ ﻋﻠﻰ اﻟﺠﺰء اﻟﺨﺎرﺟﻲ ﻣﻦ اﻟﺼﻨﺪوق اﻟﺨﺸﺒﻲ ﻣﻔﺘﺎح ﻛﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻟﺘﺸﻐﯿﻞ اﻟﺠﮭﺎز وﯾﻮﺟﺪ ﻛﺬﻟﻚ ﻣﻘﯿﺎس ﻟﻠﺘﯿﺎر‬
‫واﻟﻔﻮﻟﺘﯿﺔ ﻣﻦ أﺟﻞ ﺣﺴﺎب اﻟﻘﺪرة اﻟﻤﺴﺘﮭﻠﻜﺔ ﻓﻲ اﻟﺠﮭﺎز‪.‬‬
‫ﻣﺨﻄﻂ ﺑﺴﯿﻂ ﻟﻠﻤﺴﻌﺮ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫ﯾﺘﻢ ﻣﻠﺊ اﻟﻮﻋﺎء ﺑﺎﻟﻤﺎء اﻟﻤﻘﻄﺮ ﺑﻤﻘﺪار‪ 37‬ﻟﺘﺮ وﺗﻘﺎس درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء ﻗﺒﻞ اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ ﺑﻮاﺳﻄﺔ‬
‫اﻟﻤﺤﺮار اﻟﺮﻗﻤﻲ‪.‬‬
‫ﯾﺘﻢ ﺗﺠﮭﯿﺰ اﻟﺘﯿﺎر اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ اﻟﻰ اﻟﻤﺴﺨﻦ واﻟﺨﻼط‪.‬‬
‫ﺗﻮﺿﻊ اﻟﺴﺒﯿﻜﺔ اﻟﻤﻌﺪﻧﯿﺔ داﺧﻞ اﻟﻤﺎء ﻣﻊ اﺳﺘﻤﺮار ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ وﺧﻠﻂ اﻟﻤﺎء‪.‬‬
‫ﯾﺘﻢ اﻻﻧﺘﻈﺎر ﻟﻔﺘﺮة زﻣﻨﯿﺔ ﻣﻜﺎﻓﺌﺔ ﻟﻔﺎرق ﻓﻲ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء ﯾﺴﺎوي ‪ 3oC‬ﻣﻊ ﺣﺴﺎب اﻟﺰﻣﻦ اﻟﻤﺴﺘﻐﺮق‬
‫ﺑﺎﻟﺜﻮاﻧﻲ ﻋﻦ طﺮﯾﻖ ﺳﺎﻋﺔ ﺗﻮﻗﯿﺖ‪.‬‬
‫ﺗﻜﺮر ﻋﻤﻠﯿﺔ ﺣﺴﺎب اﻟﺰﻣﻦ اﻟﻤﺴﺘﻐﺮق ﻷرﺑﻊ ﻣﺮات ‪ ،‬ﻣﻊ أﻋﺘﺒﺎر ‪ t‬اﻟﻨﮭﺎﺋﯿﺔ ﻟﻠﻤﺮﺣﻠﺔ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ ھﻲ ‪ t‬اﻷﺑﺘﺪاﺋﯿﺔ‬
‫ﻟﻠﻘﺮاءة اﻟﻼﺣﻘﺔ وﺑﺤﯿﺚ ﯾﻜﻮن اﻟﻔﺮق ﺛﺎﺑﺖ ﺑﯿﻦ ھﺬه اﻟﻘﯿﻢ ‪Δt 3oC‬‬
‫اﻟﻨﺴﺒﺔ ﺑﯿﻦ اﻟﺤﺮارﺗﯿﻦ اﻟﻨﻮﻋﯿﺘﯿﻦ ﻟﻐﺎز‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫‪Ratio of Specific Heats‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‪:‬‬
‫ﻋﻨﺪ ﺧﻀﻮع اﻟﻐﺎز ﻷﺟﺮاء ﺛﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﻲ ﻣﺤﺪد ﻓﺄن ﺗﺤﻠﯿﻞ ھﺬا اﻷﺟﺮاء ﯾﺘﻄﻠﺐ ﻣﻌﺮﻓﺔ‬
‫ﻣﻘﺎدﯾﺮ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻤﺘﺒﺎدﻟﺔ ﺑﯿﻦ اﻟﻨﻈﺎم اﻟﺤﺮاري اﻟﺬي ﯾﺤﻮي اﻟﻐﺎز وﺑﯿﻦ ﻣﺤﯿﻂ اﻟﻨﻈﺎم‪ .‬ﻟﺘﻄﺒﯿﻖ‬
‫ھﺬا اﻟﺘﺤﻠﯿﻞ ﻓﻼﺑﺪ ﻣﻦ ﻣﻌﺮﻓﺔ ﺧﻮاص اﻟﻐﺎز اﻟﺨﺎﺿﻊ ﻟﻸﺟﺮاء ﻟﻘﯿﺎس ﺗﻠﻚ اﻟﻄﺎﻗﺔ‪ .‬ﻣﻦ ھﺬه‬
‫اﻟﺨﻮاص اﻟﻤﮭﻤﺔ ھﻲ ﻧﺴﺒﺔ اﻟﺤﺮارﺗﯿﻦ اﻟﻨﻮﻋﯿﺘﯿﻦ ﻟﻠﻐﺎز‪.‬‬
‫ﺣﯿﺚ أن اﻟﻐﺎز ﯾﻌﺪ ﻣﺎدة ﻗﺎﺑﻠﺔ ﻟﻸﻧﻀﻐﺎط ‪ ،‬ﻓﺄن ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ ﯾﻤﻜﻦ ﻟﮭﺎ أن ﺗﺘﻢ ﺑﺜﺒﻮت‬
‫اﻟﺤﺠﻢ ﺑﺪون أﻧﻀﻐﺎط أو أن ﯾﺮاﻓﻖ ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ أﻧﻀﻐﺎط ﺑﺜﺒﻮت اﻟﻀﻐﻂ‪ .‬ﻣﻤﺎ ﺗﻘﺪم ﻓﺄن‬
‫ﻟﻠﻐﺎز ﺣﺮارة ﻧﻮﻋﯿﺔ ﻟﻜﻞ ﻧﻮع ﻣﻦ اﻷﺟﺮاﺋﯿﻦ اﻟﻤﺘﻘﺪﻣﯿﻦ ‪ Cv‬و ‪ Cp‬ﻋﻠﻰ اﻟﺘﻮاﻟﻲ‪ .‬اﻟﻨﺴﺒﺔ ﺑﯿﻦ‬
‫ھﺎﺗﯿﻦ اﻟﺨﺎﺻﯿﺘﯿﻦ ﺗﻌﺪ ﺧﺎﺻﯿﺔ ﺑﺤﺪ ذاﺗﮭﺎ وﯾﺮﻣﺰ ﻟﮭﺎ ) ‪ ، ( γ‬ﺗﻌﺮف ﺑﺎﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺘﺎﻟﯿﺔ‪:‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪(4‬‬
‫ﯾﻌﺮف اﻷﺟﺮاء اﻷدﯾﺒﺎﺗﻲ اﻷﻧﻌﻜﺎﺳﻲ ﺑﺄﻧﮫ اﻷﺟﺮاء اﻟﺬي ﻻ ﯾﺮاﻓﻘﮫ أﻧﺘﻘﺎل ﻟﻠﺤﺮارة ﻣﻦ واﻟﻰ‬
‫اﻟﻨﻈﺎم وﺑﺬﻟﻚ‪:‬‬
‫ﻟﮭﺬا ﯾﺴﻤﻰ ھﺬا اﻷﺟﺮاء " اﻷﺟﺮاء اﻵﯾﺰﻧﺘﺮوﺑﻲ " أي اﻷﺟﺮاء ﺛﺎﺑﺖ اﻷﻧﺘﺮوﺑﻲ‪.‬‬
‫ﯾﺮﺗﺒﻂ ﺗﻐﯿﺮ اﻟﺨﻮاص اﻟﻤﻘﺎﺳﺔ ﻟﻠﻐﺎز ﻓﻲ ھﺬا اﻷﺟﺮاء ﺑﻨﺴﺒﺔ اﻟﺤﺮارﺗﯿﻦ اﻟﻨﻮﻋﯿﺘﯿﻦ )‪ (γ‬ﻣﻦ‬
‫ﺧﻼل اﻟﻘﺎﻧﻮن‪:‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‪ :‬اﯾﺠﺎد ﻧﺴﺒﺔ اﻟﺤﺮارﺗﯿﻦ اﻟﻨﻮﻋﯿﺘﯿﻦ ﻟﻐﺎز اﻻوﻛﺴﺠﯿﻦ ‪.O2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺗﺴﺘﻨﺪ اﻟﻰ أﺣﺪاث ﺧﻔﺾ أدﯾﺒﺎﺗﻲ ﻟﺪرﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﻋﻦ طﺮﯾﻖ ﺗﻤﺪد ﻣﻔﺎﺟﺊ‬
‫ﻟﻠﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻓﻲ ﺧﺰان ﺛﺎﺑﺖ اﻟﺤﺠﻢ‪ .‬ﯾﺤﺼﻞ اﻟﺘﻤﺪد ﻋﻦ طﺮﯾﻖ أﺧﺮاج ﺟﺰء ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺤﺒﻮس ﺗﺤﺖ‬
‫اﻟﻀﻐﻂ ﻓﻲ اﻟﺨﺰان ﻣﻤﺎ ﯾﺆدي اﻟﻰ ﺗﻨﺎﻗﺺ ﻛﺜﺎﻓﺘﮫ وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ أﻧﺨﻔﺎض ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز اﻟﻤﺘﺒﻘﻲ ﻓﻲ اﻟﺨﺰان وﯾﺘﺒﻊ ذﻟﻚ‬
‫أﻧﺨﻔﺎض درﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮫ‪.‬‬
‫أن ﻓﺮﺿﯿﺔ ﻛﻮن أﺟﺮاء اﻟﺘﻤﺪد ھﺬا أدﯾﺒﺎﺗﯿﺎ ً ﯾﻌﻮد اﻟﻰ ﺳﺮﻋﺔ ﺧﺮوج اﻟﻐﺎز ﻣﻦ اﻟﺨﺰان وھﺬا ﻻﯾﻮﻓﺮ وﻗﺘﺎ ً ﻛﺎﻓﯿﺎ ً‬
‫ﻟﻠﻐﺎز اﻟﻤﺘﺒﻘﻲ ﻓﻲ اﻟﺨﺰان ﻟﺘﺒﺎدل اﻟﺤﺮارة ﻣﻊ اﻟﻤﺤﯿﻂ أﺛﻨﺎء اﻟﮭﺒﻮط اﻟﻤﻔﺎﺟﺊ ﻟﻠﻀﻐﻂ ودرﺟﺔ اﻟﺤﺮارة‪ .‬ﻣﻊ ﺗﺮك‬
‫اﻟﺨﺰان اﻟﺬي اﺻﺒﺤﺖ درﺟﺔ ﺣﺮارة ﻣﺤﺘﻮﯾﺎﺗﮫ دون درﺟﺔ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻟﻔﺘﺮة ﻛﺎﻓﯿﺔ ﻓﺄن اﻟﺤﺮارة ﺳﺘﻨﺘﻘﻞ ﻣﻦ اﻟﻤﺤﯿﻂ‬
‫اﻟﻰ داﺧﻞ اﻟﺨﺰان ﻋﺒﺮ ﺟﺪراﻧﮫ اﻟﻤﺼﻨﻮﻋﺔ ﻣﻦ ﻣﺎدة ﺟﯿﺪة اﻟﺘﻮﺻﯿﻞ اﻟﺤﺮاري ﻣﺘﺴﺒﺒﺔ ﻓﻲ أرﺗﻔﺎع درﺟﺔ ﺣﺮارة‬
‫اﻟﻐﺎز ﻣﻦ ﺟﺪﯾﺪ اﻟﻰ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺤﯿﻂ وﻋﻨﺪھﺎ ﯾﺘﻮﻗﻒ اﻧﺘﻘﺎل اﻟﺤﺮارة‪ .‬ﻣﻊ ﻛﻮن اﻟﺨﺰان ﺻﻠﺐ اﻟﺠﺪران ﻓﺎن‬
‫اﻟﺘﺴﺨﯿﻦ ﺳﯿﺘﻢ ﺑﺜﺒﻮت ﺣﺠﻢ اﻟﻐﺎز‪.‬‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫ﯾﺘﻜـﻮن اﻟـﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨـﺪم ﻓﻲ ھـﺬه اﻟﺘـﺠﺮﺑـﺔ ﻣﻦ وﻋﺎء أﺳـﻄـﻮاﻧﻲ ﻣـﺼﻨﻮع ﻣـﻦ اﻟﺼﻠﺐ اﻟﻠﯿﻦ ) ‪Mild‬‬
‫‪ ( Steel‬ﻣﺜﺒﺖ ﻋﻠﯿﮫ ﺟﮭﺎز ﻟﻘﯿﺎس اﻟﻀﻐﻂ وﺻﻤﺎم ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻟﺘﺠﮭﯿﺰ ﻏﺎز اﻻوﻛﺴﺠﯿﻦ ﻣﻦ ﻗﻨﯿﻨﺔ ﻏﺎز اﻻوﻛﺴﺠﯿﻦ‬
‫اﻟﻤﻀﻐﻮط‪ .‬ھﻨﺎك ﺻﻤﺎم ﺗﺼﺮﯾﻒ ﺳﺮﯾﻊ وذﻟﻚ ﻟﺘﺼﺮﯾﻒ اﻟﻐﺎز اﻟﻰ ﺧﺎرج اﻟﻮﻋﺎء‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﻣﺨﻄﻂ اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫ﯾﻀﺦ اﻻوﻛﺴﺠﯿﻦ اﻟﻰ داﺧـﻞ اﻟﻮﻋـﺎء اﻷﺳﻄﻮاﻧﻲ ﻋﻦ طﺮﯾﻖ ﺻﻤﺎم اﻟﺘﺠﮭﯿﺰ وﻟﻀﻐﻂ ﻗﯿﻤﺘﮫ ﺑﺤﺪود ‪300‬‬
‫‪.kN/m2‬‬
‫ﯾﻨﺘﻈﺮ ﺣﺘﻰ ﯾﺴﺘﻘﺮ اﻟﻀﻐﻂ داﺧﻞ اﻟﻮﻋﺎء وﯾﻜﻮن ذﻟﻚ دﻟﯿﻼ ﻋﻠﻰ ان درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻟﻠﻐﺎز أﺻﺒﺤﺖ ﻣﺴﺎوﯾﺔ‬
‫اﻟﻰ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺨﺘﺒﺮ وﯾﺴﺠﻞ ‪ p1‬ﻓﻲ ھﺬه اﻟﺤﺎﻟﺔ ‪.‬‬
‫ﯾﻔﺘﺢ ﺻﻤﺎم اﻟﺘﺼﺮﯾﻒ اﻟﺴﺮﯾﻊ وﻟﻤﺪة ﻗﺼﯿﺮة ﺟﺪا وﯾﻐﻠﻖ ) ﺿﺮﺑﺔ ﺳﺮﯾﻌﺔ ( ﺛﻢ ﯾﺘﻢ ﺗﺴﺠﯿﻞ اﻟﻀﻐﻂ ‪ p2‬ﻓﻲ‬
‫ھﺬه اﻟﻠﺤﻈﺔ ﻣﺒﺎﺷﺮة ‪.‬‬
‫ﯾﺘﻢ اﻷﻧﺘﻈﺎر ﻟﻔﺘﺮة ﻗﺼﯿﺮة ﺣﺘﻰ ﯾﺴﺘﻘﺮ ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز ﻣﺮة أﺧﺮى وﯾﻜﻮن ذﻟﻚ دﻟﯿﻼ ﻋﻠﻰ ان اﻟﻐﺎز اﺳﺘﻌﺎد‬
‫درﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮫ اﻷﺻﻠﯿﺔ ) درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺨﺘﺒﺮ( وﯾﺴﺠﻞ ‪. P3‬‬
‫ﺗﻜﺮر اﻟﺨﻄﻮات اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ ﻟﻘﺮاءات ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ وذﻟﻚ ﺑﺘﻐﯿﯿﺮ ﻗﯿﻤﺔ اﻟﻀﻐﻂ اﻷﺑﺘﺪاﺋﻲ ‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻤﻌﻜﻮﺳﺔ‬
‫‪Reversed Heat Engine‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‪:‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﯾﻘﺪم اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻟﺜﺎﻧﻲ ﻟﺪﯾﻨﺎﻣﯿﻚ اﻟﺤﺮارة ﻣﻔﮭﻮﻣﺎ ً ﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻷﺗﺠﺎه اﻟﻤﺤﺘﻤﻞ ﺣﺼﻮﻟﮫ ﻟﻸﺟﺮاءات‬
‫اﻟﺜﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﺔ وﯾﻀﻊ ﺣﺪوداً ﻋﻠﻰ ﻧﻮﻋﯿﺔ أداء اﻟﻤﻨﻈﻮﻣﺎت اﻟﮭﻨﺪﺳﯿﺔ‪ .‬ﻣﻦ ﺻﯿﻎ ھﺬا اﻟﻘﺎﻧﻮن‬
‫اﻟﻤﮭﻤﺔ ﺻﯿﻐﺔ ﻛﻼوﺳﯿﻮس اﻟﺘﻲ ﺗﻨﺺ ﻋﻠﻰ‪:‬‬
‫ﻻﯾﻤﻜﻦ ﻟﺠﮭﺎز ﯾﻌﻤﻞ ﻓﻲ دورة ﻛﺎﻣﻠﺔ أن ﯾﻨﻘﻞ اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ ﺟﺴﻢ ﺑﺎرد اﻟﻰ ﺟﺴﻢ أﺳﺨﻦ ﻣﻨﮫ‬
‫ﺗﻠﻘﺎﺋﯿﺎ ً وﻟﻜﻦ ﻻﺑﺪ ﻣﻦ ﺑﺬل طﺎﻗﺔ ﺧﺎرﺟﯿﺔ‪.‬‬
‫ﺗﻌﺘﺒﺮ ھﺬه اﻟﺼﯿﻐﺔ ﺧﺎﺻﺔ ﺑﺘﺤﻠﯿﻞ ﻋﻤﻞ اﻟﻤﻜﺎﺋﻦ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻤﻌﻜﻮﺳﺔ اﻟﻤﻄﺒﻘﺔ ﻓﻲ دورات‬
‫اﻟﺘﺪﻓﺌﺔ واﻟﺘﺒﺮﯾﺪ واﻟﺘﻲ ﺗﺴﺘﮭﻠﻚ اﻟﺸﻐﻞ اﻟﺨﺎرﺟﻲ ﻟﻐﺮض ﺗﺤﻘﯿﻖ ﻧﻘﻞ اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ اﻟﺤﯿﺰ اﻟﻰ‬
‫ﻣﺤﯿﻄﮫ‪ .‬أﻛﺜﺮ اﻧﻮاع دورات اﻟﺘﺪﻓﺌﺔ واﻟﺘﺒﺮﯾﺪ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ ﻋﻤﻠﯿﺎ ً ھﻲ دورة أﻧﻀﻐﺎط اﻟﺒﺨﺎر‬
‫اﻟﻤﺒﯿﻨﺔ ﻓﻲ اﻟﺸﻜﻞ ادﻧﺎه واﻟﻤﻜﻮﻧﺔ ﻣﻦ اﻷﺟﺰاء اﻟﺘﺎﻟﯿﺔ‪:‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪( 5‬‬
‫‪ -1‬اﻟﻤﺒﺨﺮ‪:‬‬
‫ھﻮ اﻟﺠﺰء اﻷﺑﺮد ﻓﻲ اﻟﺪورة واﻟﺬي ﯾﻘﻊ ﺿﻤﻦ ﺟﺎﻧﺐ اﻟﻀﻐﻂ اﻷدﻧﻰ ﻟﻠﺪورة ﺣﯿﺚ ﯾﺘﻢ ﻓﯿﮫ‬
‫أﺿﺎﻓﺔ اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ اﻟﻤﺤﯿﻂ اﻟﻰ وﺳﯿﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﻟﻐﺮض ﺗﺒﺨﯿﺮه‪.‬‬
‫‪ -2‬اﻟﻀﺎﻏﻂ‪:‬‬
‫ھﻮ اﻟﺠﺰء اﻟﺬي ﯾﺘﻢ ﻓﯿﮫ ﺿﺦ ﺑﺨﺎر اﻟﻮﺳﯿﻂ اﻟﺒﺎرد اﻟﻤﺴﺤﻮب ﻣﻦ اﻟﻤﺒﺨﺮ ﻋﻨﺪ اﻟﻀﻐﻂ اﻷدﻧﻰ‬
‫اﻟﻰ ﺟﺎﻧﺐ اﻟﻀﻐﻂ اﻷﻗﺼﻰ ﻓﻲ اﻟﻤﻜﺜﻒ وذﻟﻚ ﺑﺄﺿﺎﻓﺔ اﻟﺸﻐﻞ اﻟﻰ اﻟﻀﺎﻏﻂ‪.‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫‪ -3‬اﻟﻤﻜﺜﻒ‪:‬‬
‫ھﻮ اﻟﺠﺰء اﻷﺳﺨﻦ ﻓﻲ اﻟﺪورة واﻟﺬي ﯾﻘﻊ ﺿﻤﻦ ﺟﺎﻧﺐ اﻟﻀﻐﻂ اﻷﻗﺼﻰ ﻟﻠﺪورة ﺣﯿﺚ ﯾﺘﻢ ﻓﯿﮫ طﺮح اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ‬
‫وﺳﯿﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ اﻟﻰ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻟﻐﺮض ﺗﻜﺜﯿﻔﮫ‪.‬‬
‫‪ -4‬ﺻﻤﺎم اﻟﺘﻤﺪد‪:‬‬
‫ھﻮ وﺣﺪة اﻟﺘﺤﻜﻢ ﺑﺘﺪﻓﻖ وﺳﯿﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﻓﻲ اﻟﺪورة وھﻮ اﻟﺬي ﯾﺤﺎﻓﻆ ﻋﻠﻰ ﺿﻐﻄﻲ اﻟﺪورة اﻷﻗﺼﻰ واﻷدﻧﻰ‬
‫ﺑﺄداﻣﺔ ﻓﺮق ﺿﻐﻂ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻋﺒﺮه‪.‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑــﺔ‬
‫اﻟﺘﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﺟﺰاء ﻣﺎﻛﻨﺔ ﺣﺮارﯾﺔ ﻣﻌﻜﻮﺳﺔ ﺗﻌﻤﻞ وﻓﻖ دورة اﻧﻀﻐﺎط اﻟﺒﺨﺎر وﺗﻘﯿﯿﻢ اداﺋﮭﺎ ﺑﺎﻟﻤﻌﺎﯾﯿﺮ‬
‫اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ‪.‬‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺗﻌﺘﻤﺪ ﻓﻜﺮة اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﻋﻠﻰ ﺑﺬل ﺷﻐﻞ ﻋﻠﻰ وﺳﯿﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﻓﻲ اﻟﻀﺎﻏﻂ واﺿﺎﻓﺔ ﺣﺮارة ﻟﮫ ﻓﻲ اﻟﻤﺒﺨﺮ ‪Qadd‬‬
‫وطﺮح ﺣﺮارة ﻣﻨﮫ ﻓﻲ اﻟﻤﻜﺜﻒ ‪ . Qrej‬ﺑﺘﻄﺒﯿﻖ اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻷول ﻟﺪﯾﻨﺎﻣﯿﻚ اﻟﺤﺮارة ﯾﺠﺐ ان ﯾﻜﻮن ﻣﺠﻤﻮع اﻟﺤﺮارة‬
‫اﻟﻤﻀﺎﻓﺔ واﻟﺸﻐﻞ اﻟﻤﺒﺬول ﻣﺴﺎوﯾﺎ اﻟﻰ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻄﺮوﺣﺔ ﻣﻦ وﺳﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﻓﻲ اﻟﻤﻜﺜﻒ‪.‬‬
‫اذا ﻛﺎن ھﺪف اﻟﺪورة ھﻮ أﺿﺎﻓﺔ اﻟﺤﺮارة ﻓﻲ اﻟﻤﺒﺨﺮ ﻓﺎن اﻟﺘﺄﺛﯿﺮ اﻟﻨﺎﺗﺞ ﺳﯿﻜﻮن ﺗﺒﺮﯾﺪ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻣﻤﺎ ﯾﺠﻌﻞ‬
‫اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻤﻌﻜﻮﺳﺔ ﺗﺴﻤﻰ " اﻟﺜﻼﺟﺔ "‪ .‬أﻣﺎ أذا ﻛﺎن اﻟﮭﺪف ﻣﻦ اﻟﺪورة ھﻮ طﺮح اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ اﻟﻤﻜﺜﻒ‬
‫ﻓﺄن اﻟﺘﺄﺛﯿﺮ اﻟﻨﺎﺗﺞ ﺳﯿﻜﻮن ﺗﺪﻓﺌﺔ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻣﻤﺎﯾﺠﻌﻞ اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ ﺗﺴﻤﻰ " اﻟﻤﻀﺨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ "‪ .‬ﯾﺘﻢ ﺗﻘﯿﯿﻢ أداء اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ‬
‫اﻟﻤﻌﻜﻮﺳﺔ ﻣﻦ ﺧﻼل ﻣﻌﯿﺎر ﻗﯿﺎﺳﻲ ﯾﺴﻤﻰ " ﻣﻌﺎﻣﻞ اﻷداء " ‪ Coefficient of Performance‬واﻟﺬي ﯾﻌﺮف‬
‫ﻛﺎﻟﺘﺎﻟﻲ‪:‬‬
‫ﻣﻘﯿﺎس ﻟﻸداء اﻟﺤﺮاري ﻟﻠﻤﺎﻛﻨﺔ ﯾﻘﺎرن اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻨﺘﻘﻠﺔ اﻟﻰ اﻟﺸﻐﻞ اﻟﻤﺒﺬول ﻟﻨﻘﻠﮭﺎ‪.‬‬
‫ﻗﯿﻢ ھﺬا اﻟﻤﻌﺎﻣﻞ ﺗﻜﻮن اﻛﺒﺮ ﻣﻦ اﻟﻮاﺣﺪ داﺋﻤﺎ ً ﻷن اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻨﺘﻘﻠﺔ ھﻲ أﻛﺒﺮ ﻣﻦ اﻟﺸﻐﻞ اﻟﻤﺒﺬول ﻓﻲ اﻟﻀﺎﻏﻂ‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫اﻟﺸﻜﻞ ادﻧﺎه ﯾﻈﮭﺮ ﻣﺨﻄﻂ ﻟﻠﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺣﯿﺚ ﯾﺴﺘﺨﺪم وﺳﯿﻂ ﺗﺒﺮﯾﺪ ﻓﻲ ھﺬا اﻟﻨﻈﺎم ھﻮ ﻏﺎز‬
‫اﻟﻔﺮﯾﻮن )‪ (R-12‬ﻛﻤﺎدة ﻋﻤﻞ ﻟﺪورة اﻧﻀﻐﺎط اﻟﺒﺨﺎر اﻟﻤﻐﻠﻘﺔ‪ .‬أﻣﺎ اﻟﻤﺎء ﻓﮭﻮ ﯾﻌﻤﻞ ﻛﻮﺳﻂ ﻧﺎﻗﻞ ﻟﻠﺤﺮارة ﻣﻦ و‬
‫اﻟﻰ وﺳﯿﻂ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ اﻟﺬي ﯾﻤﺮ ﻋﺒﺮ ﻣﻠﻒ ﻣﻦ اﻧﺎﺑﯿﺐ ﻣﺘﻌﺪدة ﻣﻐﻤﻮرة ﻓﻲ اﻟﻤﺎء‪.‬‬
‫ﺑﺘﺠﮭﯿﺰ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ اﻟﻰ ﺿﺎﻏﻂ اﻟﺠﮭﺎز ﺳﯿﻨﺸﺄ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﻓﻲ اﻟﻀﻐﻂ ﻓﻲ ﺟﺎﻧﺐ اﻟﻤﺒﺨﺮ ﻣﻤﺎ ﯾﺆدي اﻟﻰ‬
‫اﻧﺨﻔﺎض ﻓﻲ درﺟﺔ ﺣﺮارة ﻏﻠﯿﺎن اﻟﻮﺳﯿﻂ اﻟﻰ ﻣﺎدون درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺤﯿﻂ )اﻟﻤﺎء ﻓﻲ اﻟﺤﻮض( وھﺬا ﺳﯿﺆدي‬
‫اﻟﻰ اﻧﺘﻘﺎل اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ اﻟﻤﺎء اﻟﻰ اﻟﻮﺳﯿﻂ ﻓﺘﻨﺨﻔﺾ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء ﺑﺴﺒﺐ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ اﻟﺤﺎﺻﻞ‪ .‬ﻣﻦ ﺟﺎﻧﺐ آﺧﺮ ‪،‬‬
‫ﻓﺄن اﻟﺸﻐﻞ اﻟﻤﺼﺮوف ﻋﻠﻰ اﻻﻧﻀﻐﺎط ﺳﯿﺠﺘﻤﻊ ﻣﻊ ﺣﺮارة اﻟﻤﺒﺨﺮ اﻟﻤﻀﺎﻓﺔ ﻟﯿﺮﻓﻊ ﻣﻦ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺪاﺧﻠﯿﺔ ﻟﻮﺳﯿﻂ‬
‫اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ و ﯾﺆدي اﻟﻰ رﻓﻊ درﺟﺔ ﺣﺮارة ﺑﺨﺎر اﻟﻮﺳﯿﻂ ﻓﻲ اﻟﻤﻜﺜﻒ ﻣﺎﻓﻮق درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺤﯿﻂ )اﻟﻤﺎء ﻓﻲ‬
‫اﻟﺤﻮض اﻻﺧﺮ( وھﺬا ﯾﺆدي اﻟﻰ طﺮح اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ اﻟﻮﺳﯿﻂ اﻟﻰ اﻟﻤﺎء اﻟﺬي ﯾﺴﺨﻦ ﻧﺘﯿﺠﺔ ﻟﺬﻟﻚ ﺑﯿﻨﻤﺎ ﯾﺒﺪأ ﺑﺨﺎر‬
‫اﻟﻮﺳﯿﻂ ﻓﻲ اﻟﺘﻜﺜﻒ داﺧﻞ اﻻﻧﺎﺑﯿﺐ ﻣﺘﺤﻮﻻ اﻟﻰ ﺳﺎﺋﻞ ﺑﺎرد وﻟﻜﻦ ﺑﻀﻐﻂ ﻣﺮﺗﻔﻊ‪ .‬ﯾﺘﻢ اﻟﺘﺨﻠﺺ ﻣﻦ اﻟﻀﻐﻂ‬
‫اﻟﻤﺮﺗﻔﻊ ﺑﺎﻣﺮار اﻟﻮﺳﯿﻂ ﻋﺒﺮ ﺻﻤﺎم اﻟﺘﻤﺪد اﻟﺬي ﯾﺴﺒﺐ ﺧﻨﻘﮫ وﺧﻔﺾ ﺿﻐﻄﮫ ﻗﺒﻞ ان ﯾﻌﻮد اﻟﻰ اﻟﻤﺒﺨﺮ ﺛﻢ ﺗﻜﺮر‬
‫اﻟﺪورة ﻣﻦ ﺟﺪﯾﺪ‪.‬‬
‫ﻣﺨﻄﻂ ﻟﻠﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫‪3‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪-1‬‬
‫‪-2‬‬
‫‪-3‬‬
‫‪-4‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪-6‬‬
‫أﻣﻼء اﻟﺤﻮض اﻟﻤﺤﯿﻂ ﺑﺎﻟﻤﺒﺨﺮ واﻟﺤﻮض اﻟﻤﺤﯿﻂ ﺑﺎﻟﻤﻜﺜﻒ ﺑﺎﻟﻤﺎء اﻟﻤﻘﻄﺮ وذﻟﻚ ﻟﻤﻨﻊ ﺗﻜﻠﺲ اﻷﻣﻼح ﻋﻠﻰ‬
‫اﻷﻧﺎﺑﯿﺐ اﻟﻨﺎﻗﻠﺔ ﻟﻐﺎز اﻟﻔﺮﯾﻮن ‪ .‬ﺳﻌﺔ ﻛﻞ ﺣﻮض ھﻲ ‪ 4.8‬ﻟﺘﺮ ‪.‬‬
‫اﻟﺘﺄﻛﺪ ﻣﻦ أن ﺟﻤﯿﻊ اﻟﺘﻮﺻﯿﻼت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻓﻲ ﻣﻜﺎﻧﮭﺎ اﻟﺼﺤﯿﺢ‪.‬‬
‫اﻟﺒﺪء ﺑﺘﺸﻐﯿﻞ اﻟﻀﺎﻏﻂ ﺑﺘﺠﮭﯿﺰه ﺑﺎﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ‪.‬‬
‫اﻷﻧﺘﻈﺎر ﻟﻔﺘﺮة ﻋﺸﺮة دﻗﺎﺋﻖ ﺛﻢ ﺗﺴﺠﻞ أول ﻗﺮاءة‪.‬‬
‫ﯾﺘﻢ ﺗﻜﺮار اﺧﺬ اﻟﻘﺮاءات ﻛﻞ ﻋﺸﺮة دﻗﺎﺋﻖ ﻟﺤﯿﻦ اﺳﺘﻘﺮار درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة ﺛﻢ ﺗﺴﺠﻞ ﻗﯿﻢ اﻟﺠﺪول ﺑﺸﻜﻞ‬
‫ﻧﮭﺎﺋﻲ‪.‬‬
‫ﺑﻌﺪ أﻛﻤﺎل اﻟﻌﻤﻞ وأﺧﺬ اﻟﻘﺮاءات ﯾﺘﻢ أطﻔﺎء اﻟﺠﮭﺎز‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻟﻠﻮﻗﻮد اﻟﻐﺎزي‬
‫‪Calorific Value of Gaseous Fuel‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﺗﻌﺮف اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻟﻮﻗﻮد ﻣﺎ ﺑﺎﻧﮭﺎ ﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻣﻦ اﻻﺣﺘﺮاق اﻟﻜﺎﻣﻞ ﻟﻮﺣﺪة‬
‫اﻟﻜﺘﻠﺔ او اﻟﺤﺠﻢ ﻣﻦ اﻟﻮﻗﻮد‪ .‬وﺗﻌﻄﻰ اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻟﻠﻮﻗﻮد اﻟﺼﻠﺐ واﻟﺴﺎﺋﻞ ﻟﻜﻞ ﻛﯿﻠﻮ ﻏﺮام ‪،‬‬
‫اﻣﺎ اﻟﻮﻗﻮد اﻟﻐﺎزي ﻓﺘﻌﻄﻰ اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤـﺮارﯾﺔ ﻟـﮫ ﻟﻜﻞ ﻣﺘﺮ ﻣﻜﻌﺐ ﺗﺤﺖ اﻟﻈﺮوف اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ ‪،‬‬
‫وﯾﻘﺼﺪ ﺑﺎﻟﻈﺮوف اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ ان ﯾﻜﻮن ﺿﻐﻂ اﻟﻐﺎز )‪ (760 mm‬زﺋﺒﻖ ودرﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮫ ﻋﻨﺪ‬
‫اﻟﺼﻔﺮ اﻟﻤﺌﻮي‪.‬‬
‫ﻟﻜﻞ اﻧﻮاع اﻟﻮﻗﻮد اﻟﺘﻲ ﺗﺤﺘﻮي اﻟﮭﯿﺪروﺟﯿﻦ واﻟﺘﻲ ﯾﺘﻜﻮن ﻧﺘﯿﺠﺔ ﻻﺣﺘﺮاﻗﮭﺎ ﺑﺨﺎر اﻟﻤﺎء‬
‫ﻗﯿﻤﺘﺎن ﺣﺮارﯾﺘﺎن ﺗﺒﻌﺎ ﻟﻠﻄﻮر اﻟﻨﮭﺎﺋﻲ ﻟﻠﻤﺎء اﻟﻨﺎﺗﺞ ﻣﻦ اﻻﺣﺘﺮاق‪.‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔاﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫اﻟﺠﮭﺎز‬
‫)‪( 6‬‬
‫اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻌﻠﯿﺎ )‪: (Higher Calorific Value‬‬
‫ﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﺘﻲ ﻧﺤﺼﻞ ﻋﻠﯿﮭﺎ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﯾﻜﻮن اﻟﻤﺎء اﻟﻤﻮﺟﻮد ﻓﻲ ﻧﻮاﺗﺞ اﻻﺣﺘﺮاق ﻓﻲ‬
‫اﻟﻄﻮر اﻟﺴﺎﺋﻞ‪.‬‬
‫اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮاﯾﺔ اﻟﺪﻧﯿﺎ )‪: (Lower Calorific Value‬‬
‫ﻛﻤـﯿﺔ اﻟﺤـﺮارة اﻟﺘﻲ ﻧﺤﺼﻞ ﻋـﻠﯿﮭﺎ ﻋـﻨﺪﻣﺎ ﯾﻜﻮن اﻟـﻤﺎء اﻟﻤـﻮﺟﻮد ﻓﻲ ﻧـﻮاﺗـﺞ اﻻﺣﺘﺮاق‬
‫ﻓﻲ اﻟﻄﻮر اﻟﻐﺎزي ) ﺑﺨﺎر اﻟﻤﺎء(‪.‬‬
‫وﯾﻼﺣﻆ ان اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﺪﻧﯿﺎ ھﻲ اﻟﺘﻲ ﺗﺴﺘﺨﺪم ﻋﺎدة ﻓﻲ اﻟﺤﺴﺎﺑﺎت اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻌﻤﻠﯿﺔ ﻻن‬
‫اﻟﻤﺎء اﻟﻨﺎﺗﺞ ﻣﻦ اﻻﺣﺘﺮاق ﯾﺨﺮج ﻛﺒﺨﺎر ﻣﺎء ﻏﺎﻟﺒﺎ‪.‬‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‪ :‬اﯾﺠﺎد اﻟﻘﯿﻤﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻟﻮﻗﻮد ﻏﺎزي )ﻏﺎز اﻟﻄﺒﺦ(‪.‬‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺣﺮق ﻛﻤﯿﺔ ﻣﻦ اﻟﻮﻗﻮد ﻣﻌﻠﻮم ﻛﺘﻠﺘﮭﺎ او ﺣﺠﻤﮭﺎ واﻣﺘﺼﺎص اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻋﻦ اﻻﺣﺘﺮاق‬
‫ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﻛﻤﯿﺔ ﻣﻦ اﻟﻤﺎء اﻟﻤﻌﻠﻮم ﻛﺘﻠﺘﮭﺎ ودرﺟﺔ ﺣﺮارﺗﮭﺎ اﻻﺑﺘﺪاﺋﯿﺔ وﺑﺄﺳﺘﺨﺪام ﻣﺒﺪأ اﻷﺗﺰان‬
‫اﻟﺤﺮاري‪:‬‬
‫اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻔﻘﻮدة = اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻜﺘﺴﺒﺔ‬
‫ﺣﯿﺚ ان ﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻋﻦ اﻻﺣﺘﺮاق ھﻲ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻔﻘﻮدة ‪ ،‬وﻛﻤﯿﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﺘﻲ‬
‫ﯾﻜﺘﺴﺒﮭﺎ اﻟﻤﺎء او اﻟﻤﺎء واﻟﻤﺴﻌﺮ ھﻲ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻜﺘﺴﺒﺔ‪.‬‬
‫أﺛﻨﺎء ﺳﺮﯾﺎن ﻛﻞ ﻣﻦ ﻧﻮاﺗﺞ اﻻﺣﺘﺮاق واﻟﻤﺎء ﺧﻼل اﻟﻤﺴﻌﺮ ‪ ،‬ﯾﺤﺪث ﺗﺒﺎدل ﺣﺮاري ﺑﯿﻨﮭﻤﺎ ﺣﺘﻰ‬
‫اﻟﻮﺻﻮل ﻟﺤﺎﻟﺔ اﻻﺗﺰان اﻟﺤﺮاري ‪ ،‬اي اﻟﺤﺎﻟﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﺜﺒﺖ ﻋﻨﺪھﺎ درﺟﺎت اﻟﺤﺮارة‪.‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ھﻮ ﻣﺴﻌﺮ اﻟﻐﺎز ‪ ، Gas Calorimeter‬وھﻮ ﻋﺒﺎرة ﻋﻦ اﻧﺎء ذي ﺟﺪار ﻣﺰدوج ﻣﻦ اﻟﻨﺤﺎس‬
‫ﻋﻠﯿﮫ ﻣﻦ اﻟﺨﺎرج طﺒﻘﺔ ﻣﻦ اﻟﻨﯿﻜﻞ اﻟﻠﻤﺎع ﻟﺘﻘﻠﯿﻞ اﻻﺷﻌﺎع اﻟﺤﺮاري وﺑﺪاﺧﻞ ھﺬا اﻟﻮﻋﺎء ﻏﺮﻓﺔ اﺣﺘﺮاق اﻟﻮﻗﻮد‬
‫اﻟﻐﺎزي ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﻣﺤﺮق‪ .‬ﯾﻨﺴﺎب ﻣﺎء ﺗﺤﺖ ﺿﻐﻂ ﺛﺎﺑﺖ داﺧﻞ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻦ اﻻﻧﺎﺑﯿﺐ ﺑﺪاﺧﻞ اﻟﻮﻋﺎء ‪ ،‬وﺗﻮﺟﺪ‬
‫ﺛﻼث ﻣﺤﺎرﯾﺮ ﻣﺜﺒﺘﮫ ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺴﻌﺮ ﻟﺘﺴﺠﯿﻞ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء اﻟﺪاﺧﻞ واﻟﺨﺎرج ودرﺟﺔ ﺣﺮارة ﻧﻮاﺗﺞ اﻻﺣﺘﺮاق‬
‫اﻟﺨﺎرﺟﺔ‪.‬‬
‫اﻟﻤﺴﻌﺮ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪-1‬‬
‫‪-2‬‬
‫‪-3‬‬
‫‪-4‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪-6‬‬
‫ﯾﻀﺒﻂ ﻣﻌﺪل ﺳﺮﯾﺎن اﻟﻤﺎء ﺧﻼل اﻟﻤﺴﻌﺮ ﻟﻠﺤﺼﻮل ﻋﻠﻰ ﻓﺮق ﻓﻲ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺎء ﯾﺴـــــــــﺎوي ﻣﻦ‬
‫‪.10-150C‬‬
‫ﯾﻀﺒﻂ ﻣﻌﺪل ﺳﺮﯾﺎن اﻟﻮﻗﻮد اﻟﻐﺎزي ﺧﻼل اﻟﻤﺴﻌﺮ ﺑﺤﯿﺚ ﺗﺨﺮج ﻧﻮاﺗﺞ اﻻﺣﺘﺮاق اﻟﻐﺎزﯾﺔ ﻣﻦ اﻟﻤﺴﻌﺮ ﻋﻨﺪ‬
‫درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻐﺎزات اﻟﺪاﺧﻠﺔ ) درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻐﺮﻓﺔ( ﻟﻜﻲ ﻧﺘﺎﻛﺪ ﻣﻦ ان اﻟﺤﺮارة اﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻣﻦ اﻻﺣﺘﺮاق‬
‫اﻧﺘﻘﻠﺖ اﻟﻰ اﻟﻤﺎء ﺑﺎﻟﻜﺎﻣﻞ‪.‬‬
‫ﺗﺠﻤﻊ ﻛﻤﯿﺔ ﻣﻦ اﻟﻤﺎء )ﺑﺨﺎر ﻣﺘﻜﺎﺛﻒ( اﻟﺨﺎرج ﻣﻦ اﻟﻤﺴﻌﺮ ﺧﻼل ﻓﺘﺮة زﻣﻨﯿﺔ ﻣﻌﯿﻨﺔ ﺑﻮاﺳﻄﺔ وﻋﺎء ﻣﺪرج‪.‬‬
‫ﯾﻘﺎس ﺣﺠﻢ اﻟﻮﻗﻮد اﻟﻐﺎزي اﻟﻤﺴﺘﮭﻠﻚ ﺧﻼل ﻧﻔﺲ اﻟﻔﺘﺮة اﻟﺰﻣﻨﯿﺔ ﻓﻲ اﻟﺨﻄﻮة اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ وذﻟﻚ ﺑﺄﺳﺘﺨﺪام ﻣﻘﯿﺎس‬
‫اﻟﻐﺎز )‪.(Gas Meter‬‬
‫ﺗﻘﺎس ﻛﺘﻠﺔ اﻟﻤﺎء اﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻻﺣﺘﺮاق ﺧﻼل ﻧﻔﺲ اﻟﻔﺘﺮة اﻟﺰﻣﻨﯿﺔ ﻓﻲ اﻟﺨﻄﻮﺗﯿﻦ اﻟﺴﺎﺑﻘﺘﯿﻦ‪.‬‬
‫ﺗﺴﺠﻞ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻮﻗﻮد اﻟﻐﺎزي وﺿﻐﻄﮫ‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺎﻛﻨﺔ ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ اﻟﺤﺮارﯾﺔ‬
‫‪Stirling Heat Engine‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﺔ‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪(1‬‬
‫اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﯾﻘﺪم اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻟﺜﺎﻧﻲ ﻟﺪﯾﻨﺎﻣﯿﻚ اﻟﺤﺮارة وﺻﻔﺎ ﻟﻠﺠﮭﺎز اﻟﻘﺎدر ﻋﻠﻰ ﺗﺤﻮﯾﻞ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ‬
‫اﻟﻤﻀﺎﻓﺔ ﻟﻠﻨﻈﺎم اﻟﺤﺮاري اﻟﻰ طﺎﻗﺔ ﺷﻐﻞ وﯾﻀﻊ ﺷﺮوطﺎ ﻟﻨﺠﺎح ھﺬة اﻟﻌﻤﻠﯿﺔ ﻣﻦ ﺧﻼل ﻣﻔﮭﻮم‬
‫" اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ" ‪ .‬ﻣﻦ اﻟﺼﯿﻎ اﻟﻤﮭﻤﮫ ﻟﮭﺬا اﻟﻘﺎﻧﻮن ﺻﯿﻐﺔ ﻛﻠﻔﻦ‪ -‬ﺑﻼﻧﻚ اﻟﺘﻲ ﺗﻨﺺ ﻋﻠﻰ ‪:‬‬
‫ﻣﻦ اﻟﻤﺴﺘﺤﯿﻞ ﻷي ﺟﮭﺎز ﯾﻌﻤﻞ ﻓﻲ دورة ﻛﺎﻣﻠﺔ ان ﯾﺴﺘﻘﺒﻞ ﺣﺮارة ﻣﻦ ﺧﺰان ﺣﺮاري ﻣﻨﻔﺮد‬
‫وﯾﻨﺘﺞ ﻣﻘﺪارا ﺻﺎﻓﯿﺎ ﻣﻦ اﻟﺸﻐﻞ‬
‫ھﺬه اﻟﺼﯿﻐﺔ ﺧﺎﺻﺔ ﺑﺘﺤﻠﯿﻞ ﻋﻤﻞ اﻟﻤﻜﺎﺋﻦ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻤﻄﺒﻘﺔ ﻓﻲ دورات اﻟﻘﺪرة واﻟﺘﻲ‬
‫ﺗﺴﺘﻐﻞ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻤﻀﺎﻓﺔ اﻟﻰ ﻣﺎدة اﻟﻌﻤﻞ ﻓﻲ اﻟﺪورة ﻓﻲ اﻧﺘﺎج ﺷﻐﻞ ﺧﺎرج ﻣﻔﯿﺪ ﻋﻦ‬
‫طﺮﯾﻖ ﺗﺒﺎدل اﻟﺤﺮارة ﻣﻊ ﺧﺰاﻧﯿﻦ ﺣﺮارﯾﯿﻦ ﻣﻨﻔﺼﻠﯿﻦ ﻋﻨﺪ درﺟﺘﻲ ﺣﺮارة ﻣﺨﺘﻠﻔﺘﯿﻦ‪.‬‬
‫ﺗﺟرﺑﺔ‬
‫)‪( 7‬‬
‫ﺗﻮﺻﯿﻒ اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻟﺜﺎﻧﻲ ﻟﻠﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ‬
‫ﺗﻌﺘﺒﺮ دورة ﻛﺎرﻧﻮ اﻻﻧﻌﻜﺎﺳﯿﺔ ذات اﻋﻠﻰ ﻛﻔﺎءة ﻣﻤﻜﻨﺔ ﻟﺪورة ﺗﻌﻤﻞ ﺑﯿﻦ درﺟﺘﻲ ﺣﺮارة‬
‫ﻣﺤﺪدﺗﯿﻦ‪ .‬ﻟﺼﻌﻮﺑﺔ ﺗﻨﻔﯿﺬ ھﺬه اﻟﺪورة ﻓﻲ اﯾﺔ ﻣﺎﻛﻨﺔ ﺣﻘﯿﻘﯿﺔ ﻓﻘﺪ ﺗﻢ اﻧﺸﺎء دورات ﻟﮭﺎ ﻛﻔﺎءة‬
‫ﺣﺮارﯾﺔ ﻣﻜﺎﻓﺌﺔ ﻟﺪورة ﻛﺎرﻧﻮ وﻟﻜﻨﮭﺎ ﺗﻤﺘﺎز ﺑﺎﻣﻜﺎﻧﯿﺔ ﺗﺤﻘﯿﻘﮭﺎ ﻓﻌﻠﯿﺎ َ‪ .‬ﺗﻤﺜﻞ دورة ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ اﺣﺪ ھﺬه‬
‫اﻟﺪورات اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ ﺣﯿﺚ ﺗﻀﺎف اﻟﺤﺮارة اﻟﻰ ﻣﺎدة اﻟﻌﻤﻞ ﻋﺒﺮ ﺳﻄﺢ ﻧﺎﻗﻞ ﻟﻠﺤﺮارة ‪ ،‬ﻟﺬا ﻓﺎﻧﮭﺎ‬
‫ﺗﻌﺘﺒﺮ ﻣﺎﻛﻨﺔ اﺣﺘﺮاق ﺧﺎرﺟﻲ‪.‬‬
‫ﻓﻲ اﻟﻌﺎم ‪1816‬م ﺻﻤﻢ اﻟﻌﺎﻟﻢ اﻻﺳﻜﺘﻠﻨﺪي روﺑﺮت ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ ﻣﺤﺮك ﯾﻘﻮم ﺑﺘﺤﻮﯾﻞ اﻟﻄﺎﻗﺔ‬
‫اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻰ طﺎﻗﺔ ﻣﯿﻜﺎﻧﯿﻜﯿﺔ‪ ،‬وﺗﻢ اﺳﺘﺨﺪام ھﺬا اﻟﻤﺤﺮك ﻓﻲ اﻟﻘﻄﺎرات واﻟﺴﯿﺎرات ﻗﺒﻞ‬
‫اﻛﺘﺸﺎف اﻟﻤﺤﺮﻛﺎت ذات اﻻﺣﺘﺮاق اﻟﺪاﺧﻠﻲ‪ .‬وﯾﻤﺘﺎز ﻣﺤﺮك ﺳﺘﯿﺮﻟﻨﻚ اﺿﺎﻓﺔ اﻟﻰ ﻛﻔﺎءﺗﮫ‬
‫اﻟﻌﺎﻟﯿﺔ ﺑﺄﻧﻌﺪام اﻟﺘﻠﻮث اﻟﺬي ﯾﺨﺮج ﻏﺎﻟﺒﺎ ﻣﻊ ﻏﺎزات اﻟﻌﺎدم ﻟﻤﻜﺎﺋﻦ اﻻﺣﺘﺮاق اﻟﺪاﺧﻠﻲ وﻟﻜﻦ‬
‫ﺗﻜﻠﻔﺔ ﺗﺼﻨﯿﻌﮫ ﻛﺎﻧﺖ ﺑﺎھﻈﺔ‪.‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﯾﻌﺘﻤﺪ ﻋﻤﻞ ﻣﺎﻛﻨﺔ ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ ﻋﻠﻰ اﻟﺪورة اﻻﻧﻌﻜﺎﺳﯿﺔ اﻟﻤﺴﻤﺎة دورة ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ واﻟﺘﻲ ﺗﺘﻀﻤﻦ ارﺑﻊ اﺟﺮاءات‬
‫ﺛﺮﻣﻮدﯾﻨﺎﻣﯿﺔ ھﻲ ﻛﺎﻟﺘﺎﻟﻲ‪:‬‬
‫‪ : 2 – 1‬ﺗﻤﺪد ﺑﺜﺒﻮت درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﯾﺘﻢ ﺧﻼﻟﮫ إﺿﺎﻓﺔ اﻟﺤﺮارة ﻋﻨﺪ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﺪورة اﻟﻘﺼﻮى‬
‫‪ TH‬و ﯾﻨﺨﻔﺾ ﻓﯿﮫ اﻟﻀﻐﻂ ﻣﻦ ‪ p1‬اﻟﻰ ‪. p2‬‬
‫‪ : 3 – 2‬ﺗﺒﺮﯾﺪ ﺛﺎﺑﺖ اﻟﺤﺠﻢ اﻟﻰ اﻟﻀﻐﻂ ‪ p3‬وﺗﻨﺨﻔﺾ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﻣﻦ ﻗﯿﻤﺘﮭﺎ اﻟﻘﺼﻮى ‪ TH‬اﻟﻰ‬
‫ﻗﯿﻤﺘﮭﺎ اﻟﺪﻧﯿﺎ ‪. TL‬‬
‫‪ : 4 – 3‬إﻧﻀﻐﺎط ﺑﺜﺒﻮت درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة ﯾﺘﻢ ﺧﻼﻟﮫ طﺮح اﻟﺤـﺮارة ﻋﻨـﺪ درﺟﺔ ﺣـﺮارة اﻟـﺪورة اﻟﺪﻧـﯿﺎ‬
‫‪ TL‬و ﯾﺮﺗﻔﻊ اﻟﻀﻐﻂ ﻣﻦ ‪ p3‬اﻟﻰ ‪. p4‬‬
‫‪ : 1 – 4‬ﺗﺴـﺨﯿﻦ ﺛﺎﺑـﺖ اﻟﺤـﺠﻢ اﻟﻰ اﻟﻀﻐﻂ اﻹﺑﺘﺪاﺋﻲ ‪ p1‬و ﺗﺮﺗﻔﻊ ﻓﯿﮫ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻰ ﻗﯿﻤﺘﮭﺎ‬
‫اﻟﻘﺼﻮى ‪ TH‬ﻣﻦ ﺟﺪﯾﺪ ‪.‬‬
‫دورة ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﺨﻄﻄﺎت اﻟﺨﻮاص‬
‫اﻟﻐﺮض ﻣﻦ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫اﻟﺘﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﺟﺰاء ﻣﺎﻛﻨﺔ ﺣﺮارﯾﺔ ﺗﻌﻤﻞ وﻓﻘﺎ َ ﻟﺪورة ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ ﻟﻠﻘﺪرة وﺗﻘﯿﯿﻢ اداﺋﮭﺎ ﺑﺎﻟﻤﻌﺎﯾﯿﺮ اﻟﻘﯿﺎﺳﯿﺔ‪.‬‬
‫ﻧﻈﺮﯾﺔ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫ﺗﻌﺘﻤﺪ ﻓﻜﺮة اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﻋﻠﻰ اﺿﺎﻓﺔ ﺣﺮارة ‪ Qadd‬اﻟﻰ ﻣﺎدة اﻟﻌﻤﻞ ﻓﻲ اﻟﺪورة ﻋﻨﺪ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﻘﺼﻮى ‪TH‬‬
‫وطﺮح ﺟﺰء ﻣﻨﮭﺎ ‪ Qrej‬اﻟﻰ اﻟﻤﺤﯿﻂ ﻋﻨﺪ درﺟﺔ اﻟﺤﺮارة اﻟﺪﻧﯿﺎ ‪ . TL‬ﺑﺘﻄﺒﯿﻖ اﻟﻘﺎﻧﻮن اﻻول ﻟﺪﯾﻨﺎﻣﯿﻚ اﻟﺤﺮارة‬
‫وﺟﺐ ان ﯾﻜﻮن اﻟﻤﺠﻤﻮع اﻟﺠﺒﺮي ﻟﻠﺤﺮارة اﻟﻤﻨﺘﻘﻠﺔ اﻟﻰ اﻟﺪورة ﻣﻜﺎﻓﺌﺎ ً ﻟﻤﻘﺪار اﻟﺸﻐﻞ اﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻨﮭﺎ ﺑﺤﯿﺚ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫ﯾﺘﻢ ﺗﻘﯿﯿﻢ اداء اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﻣﻦ ﺧﻼل ﻣﻌﯿﺎر ﻗﯿﺎﺳﻲ ﯾﺴﻤﻰ " اﻟﻜﻔﺎءة اﻟﺤﺮارﯾﺔ " ‪Thermal‬‬
‫‪ Efficiency‬واﻟﺬي ﯾﻌﺮف ﻛﺎﻟﺘﺎﻟﻲ‪:‬‬
‫ﻣﻘﯿﺎس ﻹداء اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ ﯾﺤﺪد اﻟﺠﺰء ﻣﻦ اﻟﺤﺮارة اﻟﻤﻀﺎﻓﺔ اﻟﺬي ﺗﺤﻮل ﺑﻨﺠﺎح اﻟﻰ ﺷﻐﻞ ﻣﻔﯿﺪ‪.‬‬
‫ﻗﯿﻢ ھﺬا اﻟﻤﻌﺎﻣﻞ ﻻ ﯾﻤﻜﻦ ان ﺗﺰﯾﺪ ﻋﻦ اﻟﻮاﺣﺪ ﺑﺴﺒﺐ اﻟﺤﺎﺟﺔ اﻟﻰ طﺮح ﺟﺰء ﻣﻦ اﻟﺤﺮارة ﺑﮭﺪف ﺧﻔﺾ درﺟﺔ‬
‫ﺣﺮارة ﻣﺎدة اﻟﻌﻤﻞ اﻟﻰ ادﻧﻰ ﺣﺪ ﻟﻠﺤﺼﻮل ﻋﻠﻰ اﻛﺒﺮ ﺷﻐﻞ‪.‬‬
‫اﻟﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم‬
‫اﻟﺸﻜﻞ ادﻧﺎه ﯾﻈﮭﺮ ﻣﺨﻄﻄﺎ ﻟﻠﺠﮭﺎز اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺣﯿﺚ ﯾﺴﺘﺨﺪم ھﻮاء ﻣﺤﺒﻮس ﻓﻲ اﺳﻄﻮاﻧﺔ ﻛﻤﺎدة‬
‫ﻋﻤﻞ ﻟﺪورة ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ ‪ .‬ﺗﺠﮭﺰ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ اﻟﻰ ﻣﺴﺨﻦ ﻛﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻣﺪﻣﺞ ﺿﻤﻦ ﻏﻄﺎء اﻻﺳﻄﻮاﻧﺔ ﺣﯿﺚ ﺗﺘﺒﺪد‬
‫ھﺬه اﻟﻄﺎﻗﺔ ﻛﺤﺮارة اﻟﻰ اﻟﮭﻮاء اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻟﺮﻓﻊ طﺎﻗﺘﮫ اﻟﺪاﺧﻠﯿﺔ ﺑﻤﺎ ﯾﻤﻜﻨﮫ ﻣﻦ دﻓﻊ اﻟﻤﻜﺒﺲ اﻟﻰ اﻟﺨﺎرج ﻣﻨﺘﺠﺎ ً‬
‫ﺷﻐﻼ ﺿﺪ اﻻﺣﺘﻜﺎك اﻟﻤﺴﻠﻂ ﻣﻦ اﻟﺤﺒﺎل اﻟﻤﺸﺪودة ﺣﻮل ﻣﺤﯿﻂ ﻋﺠﻠﺔ اﻻﺣﺘﻜﺎك اﻟﻤﻮﺟﻮدة ﺿﻤﻦ اﻟﺤﺬاﻓﺔ‪ .‬ﯾﺮﺗﺒﻂ‬
‫اﻟﻤﻜﺒﺲ اﻟﻰ ﻋﻤﻮد ﻧﻘﻞ اﻟﺤﺮﻛﺔ اﻟﻤﺜﺒﺖ ﺑﻨﮭﺎﯾﺘﮫ اﻟﺤﺬاﻓﺔ وھﻮ ﻣﻜﺒﺲ اﻟﺸﻐﻞ ‪Working piston‬وھﻨﺎك ﻣﻜﺒﺲ‬
‫آﺧﺮ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎﻟﻌﻤﻮد وظﯿﻔﺘﮫ ﺗﺤﺮﯾﻚ اﻟﮭﻮاء ﻣﻦ واﻟﻰ ﻣﺴﺘﺮﺟﻊ اﻟﻄﺎﻗﺔ ‪ Regenerator‬وھﻮ اﻟﻤﻜﺒﺲ اﻟﺬي‬
‫ﯾﺴﻤﻰ ﻣﻜﺒﺲ اﻻزاﺣﺔ ‪ . Displacer‬ﯾﺘﻜﻮن ﻣﺴﺘﺮﺟﻊ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪم ﻣﻦ ﻣﺸﺒﻚ ﺳﻠﻜﻲ ﻣﻌﺪﻧﻲ ﯾﺴﻤﺢ ﺑﻤﺮور‬
‫اﻟﮭﻮاء ﻋﺒﺮه وﯾﻌﻤﻞ ﻋﻠﻰ ﺧﺰن اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻤﻨﻘﻮﻟﺔ ﻣﻊ اﻟﮭﻮاء اﻟﺴﺎﺧﻦ ﻟﯿﺮﺟﻌﮭﺎ اﻟﯿﮫ ﺑﻌﺪ ذﻟﻚ ﻋﻨﺪ ﻋﻮدﺗﮫ ﻛﮭﻮاء ﺑﺎرد‬
‫ﻓﻲ اﻻﺗﺠﺎه اﻟﻤﻌﺎﻛﺲ‪.‬‬
‫ﻣﺨﻄﻂ ﻟﻤﺎﻛﻨﺔ ﺳﺘﺮﻟﻨﻚ اﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﺔ ﻓﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ‬
‫‪3‬‬
‫ﻣﺨﺘﺒﺮ اﻟﺤﺮارة )‪ / (1‬اﻟﻤﺮﺣﻠﺔ اﻷوﻟﻰ‬
‫أﺿﯿﻒ ﻣﻨﻈﻮﻣﺔ ﻣﻘﺎﯾﯿﺲ اﻟﻰ اﻟﺠﮭﺎز ﺗﺸﺘﻤﻞ ﻋﻠﻰ ﻣﻘﯿﺎس ﻟﻠﺘﯿﺎر وآﺧﺮ ﻟﻔﺮق اﻟﺠﮭﺪ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ‪ .‬ﻛﻤﺎ ﺗﺸﺘﻤﻞ‬
‫ھﺬه اﻟﻤﻨﻈﻮﻣﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﻘﯿﺎس رﻗﻤﻲ ﻟﺴﺮﻋﺔ دوران اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ وﻣﻘﯿﺎس ﻟﻘﻮة اﻟﺸﺪ ﻓﻲ اﻟﺤﺒﺎل اﻻﺣﺘﻜﺎﻛﯿﺔ‪.‬‬
‫ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ‬
‫‪ .1‬اﻟﺘﺄﻛﺪ ﻣﻦ اﻟﺘﻮﺻﯿﻼت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻟﻠﺠﮭﺎز‪.‬‬
‫‪ .2‬ﺷﺪ اﻟﺤﺒﺎل ﺣﻮل ﻣﺤﯿﻂ ﻋﺠﻠﺔ اﻻﺣﺘﻜﺎك اﻟﻤﻮﺟﻮدة ﺿﻤﻦ اﻟﺤﺬاﻓﺔ‪.‬‬
‫‪ .3‬ﻓﺘﺢ اﻟﺪاﺋﺮة اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻟﺘﺠﮭﯿﺰ ﻣﺴﺨﻦ ھﻮاء اﻻﺳﻄﻮاﻧﺔ ﺑﺎﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ‪.‬‬
‫‪ .4‬اﻻﻧﺘﻈﺎر ﻟﻔﺘﺮة ﻋﺸﺮة دﻗﺎﺋﻖ ﻟﻠﺴﻤﺎح ﻟﻠﮭﻮاء اﻟﻤﺤﺒﻮس ﻓﻲ اﻻﺳﻄﻮاﻧﺔ ﺑﺎﻛﺘﺴﺎب طﺎﻗﺔ داﺧﻠﯿﺔ ﻛﺎﻓﯿﺔ‪.‬‬
‫‪ .5‬ﺗﺪوﯾﺮ اﻟﺤﺬاﻓﺔ ﯾﺪوﯾﺎ ً ﻟﺒﺪء اﻟﺤﺮﻛﺔ‪.‬‬
‫‪ .6‬ﻣﺮاﻗﺒﺔ ﻣﻘﯿﺎس اﻟﺴﺮﻋﺔ اﻻﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ واﻟﺘﺤﻜﻢ ﺑﻘﯿﻤﺔ اﻟﺘﯿﺎر اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ اﻟﻤﺠﮭﺰ ﻟﻠﻤﺴﺨﻦ ﻟﻠﻮﺻﻮل اﻟﻰ ﺳﺮﻋﺔ‬
‫اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻟﻤﺮﻏﻮﺑﺔ‪.‬‬
‫‪ .7‬ﻋﻨﺪ اﺳﺘﻘﺮار اﻟﺪوران ﯾﺘﻢ اﻟﺒﺪء ﺑﺄﺧﺬ اﻟﻘﺮاءات‪.‬‬
‫‪ .8‬زﯾﺎدة اﻟﺸﺪ ﻓﻲ اﻟﺤﺒﺎل ﻟﺰﯾﺎدة ﺣﻤﻞ اﻻﺣﺘﻜﺎك ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ ﻣﻤﺎ ﯾﺆدي اﻟﻰ ھﺒﻮط ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ‪.‬‬
‫‪ .9‬زﯾﺎدة ﺗﯿﺎر اﻟﻤﺴﺨﻦ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻟﺤﯿﻦ اﺳﺘﻌﺎدة ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ اﻻوﻟﻰ‪.‬‬
‫‪ .10‬ﺗﻜﺮار اﻟﺨﻄﻮات )‪ (9 – 7‬ﻻرﺑﻊ ﻣﺮات وﻣﻦ ﺛﻢ ﻗﻄﻊ اﻟﺘﯿﺎر اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﻲ ﻻﯾﻘﺎف اﻟﻤﺎﻛﻨﺔ ﻋﻦ اﻟﺪوران‪.‬‬
‫‪4‬‬
Download