منتديات العلم الذهبي

كل شي يرحب بك
كل شي يتبسم ويتوهج فرحا بقدومك
كل شي ينمق عبارات الترحيب
ويصوغ كلمات الحب لوجودك
كل شي ينتظر مشاركاتك
وقلمك الرائع وابداعاتك
كل شي يردد حياك الله ^_^


يتكون من عدة اقسام علمية
 
الرئيسيةالبوابةاليوميةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخول
نحن الان نقدم لكم منتدى علمى مفيد جدا و من يسجل يكون له حق المشاركة و منتدانا يجيب و يساعد الاعضاء فى الابحاث فمن يطلب بحث سوف يكون موجود خلال 24 ساعة و يقدم مساعدة للباحثين فى كل نواحى العلوم فقط اترك موضوع اكتب فيه ما تحتاجه و سوف تجده فى القسم الذى ينتمى اليه و يمكنكم مراسلتى على الايميل doctor_riham31@yahoo.com سوف أجيب على ما تحتاجونه مع خالص الاحترام . احبائي اعضاء المنتدى سوف اغيب عن المنتدى ولن ادخله كثيراً لظروف ابحاثي و دروسي و يا ريت تعتنوا بيه .
تم عمل تعديلات جديدة للمنتدي وتشمل ( اضافة أقسام جديدة - ستايل جديد ورائع للمنتدي - عمل شات احترافي للمنتدي اسفل الصفحة الرئيسية - تلوين اقسام المنتدي واضافة صورة لكل قسم ) ونرجو أن تلقي هذه التعديلات اعجابكم ويمكنكم ارسال مقترحاتكم حول تطوير المنتدي الينا لدعمنا ومساعدتنا في عرض المنتدي بأحسن صورة ولا تبخلوا علينا بها .. شكرا لكم .. الإدارة
عادة يتم تفعيل حسابات الأعضاء الغير مفعله خلال 48 ساعة كحد أقصي من خلال الادارة 48

شاطر | 
 

 التبريد ...

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
rama taha
المدير العام
المدير العام
avatar

عدد المساهمات : 79
تاريخ التسجيل : 28/09/2012
العمر : 21

مُساهمةموضوع: التبريد ...   الأربعاء فبراير 13, 2013 4:51 am




هو العلم الذى يهتم بدراسة درجات الحرارة المنخفضة والتي تقترب من الصفر كلفن
(الصفر المطلق) (-273 oC )
تاثير فاندر فالز :-
هو قوى التجاذب المتبادلة بين الجزيئات



1- يظهر تاثير فاندرفالز فى حالة زيادة الضغط حيث تتقارب الجزيئات من بعضها حيث يتجاذب جزيئين من بعضهما ثم يتتابع اجتذاب جزيئات اخرى اليهم وهكذا وبالتالى يتم انتقال المادة الغازية الى الحالة السائلة او الحالة الصلبة
2- تاثير فاندرفالز يحدث بين الجزيئات ولاتتكون روابط جديدة بين الجزيئات ولكن تتقارب فقط من بعضها.
3- التفاعل الكيميائى يحدث بين الذرات وينتج عنه تكون مادة جديدة.

مقارنه بين الغاز المثالى والغاز الحقيقى
الغاز الحقيقى الغاز المثالى
لا تطبق عليه قوانين الغازات عند الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة تطبق عليه قوانين الغازات
لايهمل حجم جزيئات الغاز . يهمل حجم جزيئات الغاز بالنسبة للحجم الذى يشغله الغاز .
تظهر فيه قوى فاندرفالز فى الضغوط العالية والكثافات العالية ودرجات الحرارة المنخفضة تهمل قوى فاندرفالز.
لايتلاشى حجمه او ضغطه عند الصفر كلفن ويكون للجزيئات طاقة سكون يتلاشى حجمه و ضغطه و طاقة حركة جزيئاته عند الصفر كلفن


طريقة يتم فيها سحب الطاقة من المادة حتى تصبح درجة حرارتها منخفضة جدا .
مثال ملامسة مادة ُمبردة مسبقا الى مادة اخرى يراد تبريدها .
امثلة لمواد مبردة الثلج العادى الثلج الجاف (ثانى اكسيد كربون مثلج ) الهواء المسال الغازات المسالة
امثلة لغازات مسالة :-
الغاز درجة الحرارة الكلفنية درجة الحرارة المئوية
الاكسجين 90 183
النيترجين 77 196
الهيليوم 4.2 268.8

ملحوظة عند استخدام الغاز المسال كمادة مبردة فانه بعد التبريد يسحب الغاز المسال الطاقة الحرارية من المادة المراد تبريدها حيث تنخفض درجة حرارتها وترتفع درجة حرارة الغاز المسال ويتحول الى الغاز المسال الى طبيعته الغازية


خاصية تتميز بها بعض الغازات المسالة حيث تتدفق دون اى مقاومة (احتكاك) عند درجة حرارة تقترب من الصفر المطلق (كلفن).
مثال الهيليوم المسال
خصائص الهيليوم المسال
1- تتلاشى لزوجته عند درجات الحرارة المنخفضة.
2- ينساب الى اعلى واسفل على جوانب الاناء الذى يحتويه لمدة طويله.
3- انخفاض الحرارة النوعية لذلك فهو من افضل الموصلات الحرارية .
4- انخفاض درجة الغليان .



الوظيفة :-
حفظ الغازات المسالة .
الفكرة العلمية :-
عزل الغاز حراريا عن الوسط .
التركيب:-
•وعاء معدنى او زجاجى من البيركس له جدران مزدوجة.
والمسافة الفاصلة بين الجدارين مفرغة تماما من الهواء (علل)
لتقليل انتقال الحرارة بالحمل والتوصيل .
•تطلى اسطح الجدارين من الداخل بطبقة من الفضة (علل) لتقليل انتقال الحرارة بالاشعاع.



1- يتم تخزين الهيليوم المسال فى اناءين من نوعية قارورة ديوار وتملأ المسافة الفاصلة بين الاناءين بالنيتروجين المسال (علل) لانخفاض الحرارة النوعية للهيليوم وانخفاض درجة غليانه (4.2 ok ).
2- الحرارة النوعية للنيتروجين المسال اكبر من الحرارة النوعية للهيليوم المسال لذلك يستخدم النيتروجين المسال فى عزل الهيليوم المسال فى قارورتى ديوار.

س:- قارن بين غاز النيتروجين المسال والهيليوم المسال
وجه المقارنه النيتروجين المسال والهيليوم المسال
درجة غليانه 77 oK 4.2oK
الحرارة النوعية اعلى من الهيليوم منخفضة جدا
طريقة تخزينه قارورة ديوار اناءين من نوعية قارورة ديوار تملأ المسافة الفاصلة بينهما بسائل النيتروجين

س :-ماذا يحدث عند ملامسة غاز مسال لمادة .
تنخفض درجة حرارة المادة وترتفع درجة حرارة الغاز المسال ويعود الغاز المسال الى حالته الغازية .
س:- يفضل الهيليوم المسال عن غيره كمادة مبردة
لانخفاض حرارته النوعية وانخفاض درجة غليانه فهو من افضل الموصلات الحرارية .


اذا اكتسب الغاز طاقة حرارية Qth فانه طبقا لقانون بقاء الطاقة تتحول الطاقة المكتسبة الى صورتين هما 1- زيادة فى الطاقة الداخلية U وتظهر لنا فى صورة ارتفاع فى درجة الحرارة .
2- شغل تبذله جزيئات الغاز W .
اى ان W + U = Qth (القانون الاول فى الديناميكا الحرارية)

وعلى هذا الاساس يمكن تقسيم التغير الحرارى الى نوعين هما :-

العملية الايزوثرمية العملية الاديباتية
يكون الغاز فى اناء جيد التوصيل للحرارة . يكون الغاز معزول تماما عن الوسط المحيط .
تحدث عند ثبوت درجة حرارة الغاز مع الوسط . تحدث عند ثبوت الطاقة الحرارية للغاز .
التغير الطاقة الداخلية = صفر U = 0
اى ان الطاقة الداخلية ثابتة الطاقة المكتسبه = صفر
Qth = 0
تتحول الطاقة الحرارية بالكامل الى شغل ميكانيكى تبذله جزيئات الغاز .
Qth = W الشغل المبذول من الغاز او على الغاز يتم على حساب طاقته الداخلية .اى ان
W + U = صفر
وهناك احتمالين هما :-
W = - U
•اى ان الشغل موجب
•الغاز يبذل شغلا على حساب الطاقة الداخلية
•تنخفض الطاقة الداخلية
وتنخفض درجة الحرارة
ويبرد الغاز
•مثال :-
تمدد الغاز فجأة . U = - W
•اى ان الشغل سالب
•يبذل على الغاز شغلا على حساب الطاقة الداخلية
•تزداد الطاقة الداخلية
وترتفع درجة الحرارة
ويسخن الغاز
مثال :-
انكماش الغاز فجأة .
تحدث ببطء . تحدث بسرعة .
لا تتغير درجة حرارة الغاز. تتغير درجة حرارة الغاز.



1- عند انضغاط غاز معزول حراريا فجاة فان درجة حرارته ترتفع (علل)
يبذل على الغاز شغلا على حساب الطاقة الداخلية فتزداد الطاقة الداخلية وترتفع درجة الحرارة ويسخن الغاز
2-مما سبق نجد ان فكرة عمل الثلاجة :-
التبادل الحرارى الايزوثرمى والاديباتى – قانون بقاء الطاقة




بعض الفلزات عندما تقترب درجة حرارتها من الصفر كلفن فان مقاومتها الداخلية لمرور التيار الكهربى خلالها تنعدم تقريبا
امثله لموصلات فائقة :-
البلاتين Pt – الرصاص Pb - الالومنيوم Al - الزنك (الخارصين ) Zn - الزئبق Hg - وبعض المركبات المعدنية .
درجة الحرارة الانتقالية للتوصيلية الكهربية الفائقة
هى درجة الحرارة التى تنعدم عندها المقاومة الكهربية للموصل عند مرور التيار الكهربى بها .
نلاحظ من الشكل
1- مقاومة الموصل الفائق تتناسب طرديا مع درجة الحرارة الكلفنية .
2- عند درجة الحرارة الانتقالية TC والتى تقترب من الصفر كلفن
تقل المقاومة الكهربية بمقدار كبير جدا وتكاد تنعدم .
3- عند الصفر كلفن تنعدم المقاومة الكهربية تماما
ولكن هذه الحالة لم يتم التوصل اليها حتى الان .
مميزات الموصلات الفائقة
1- ينساب فيها التيار لمدة طويلة ولعدة سنوات حتى
لو ازيل فرق الجهد الخارجى (الموصل على شكل حلقة ).
2- لاتستهلك طاقة حرارية عند مرور التيار الكهربى بها .
3- لاترتفع درجة حرارتها عند مرور التيار الكهربى بها .
4- لها قدرة عالية على التقاط الاشارات الكهربية (اللاسلكية ) لذلك تصنع منها الدوائر الكهربية بالاقمار الصناعية

س مامعنى قولنا ان درجة الحرارة الانتقالية للتوصيلية الفائقة لفلز = 4.2 K
اى ان درجة الحرارة التى تنعدم عندها المقاومة الداخلية لمرور التيار الكهربى = 4.2o K

(علل) لاتصلح المواد فائقة التوصيل فى صناعة ملفات التسخين فى المكواه والمدفأة.
لانعدام المقاومة الكهربية فلا تسنفذ الطاقة الكهربية على شكل طاقة حرارية

(علل) يمكن استخدام المواد فائقة التوصيل فلا محطات توليد الطاقة الكهربية وخطوط نقل التيار .
حيث تنعدم الطاقة المفقودة لانعدام المقاومة الكهربية .



اذا وضع مغناطيس دائم فوق قرص من مادة فائقة التوصيل فان التيار المار فى المادة فائقة التوصيل يولد مجالا مغناطيسيا يتنافر مع المجال المغناطيسى للمغناطيس الدائم بحيث يظل المغناطيس الدائم معلقا فى الهواء .
تفسير الظاهرة
•المواد فائقة التوصيل من النوع الدايا مغناطيسية والتى ينعدم بها شدة المجال المغناطيسى
• عند مرور تيار كهربى فى المادة فائقة التوصيل فانه يتولد فيها مجال مغناطيسى يتنافر دائما مع المجال المغناطيسى للمغناطيس الدائم بحيث تكون المحصلة دائما داخل المادة فائقة التوصيل = صفر


• سبب التسمية
سمى بذلك لان سرعته كبيرة تصل الى 225 km  h تم تصميمه فى اليابان .
• فكرة عمله
ظاهرة مايسنر
• طريقة عمله
يحمل القطار ملفات من مادة فائقة التوصيل وعندما يتحرك القطار فانه يولد تيارا فى الملفات ينشأ عنه مجال مغناطيسى يتنافر مع المجال الاول فيرتفع القطار فوق القضبان عدة سنتيمترات فيزول الاحتكاك مع القضبان وتزداد سرعة القطار .
ملحوظة لاتظهر ظاهرة مايسنر الا فى المواد فائقة التوصيل (علل).
لان المواد فائقة التوصيل من النوع الدايا مغناطيسى اى تنعدم داخلها شدة المجال المغناطيسى
فعند مرور تيار كهربى فى قرص من مادة فائقة التوصيل فانه يتولد فيها مجال مغناطيسى يتنافر دائما مع المجال المغناطيسى للمغناطيس الدائم عند وضعه فوق القرص بحيث تكون المحصلة دائما داخل المادة فائقة التوصيل = صفر


• يحاول العلماء اكتشاف ظاهرة التوصيلية الفائقة لبعض المواد الجديدة عند درجة الحرارة العادية (درجة حرارة الغرفة ) .
• سوف يساعد ذلك على التوسع فى تطبيقات الموصلات الفائقة دون الحاجة الى التبريد مثل استخدامها فى محطات توليد القوى الكهربية وفى خطوط نقل الكهرباء بحيث ينعدم الفاقد فى الجهد نتيجة انعدام المقاومة.
ملخص الفكرة العلمية

الجهاز او العملية الفيزيائية الفكرة العلمية
اسالة الغازات تاثير فاندر فالز
قارورة ديوار عزل الغاز حراريا عن الوسط حيث المسافة الفاصلة بين الجدارين مفرغة تماما من الهواء لتقليل انتقال الحرارة بالحمل والتوصيل و تطلى اسطح الجدارين من الداخل بطبقة من الفضة لتقليل انتقال الحرارة بالاشعاع.
الثلاجة التبادل الحرارى الايزوثرمى والاديباتى – قانون بقاء الطاقة

المواد فائقة التوصيل زيادة التوصيلية الكهربية لبعض المعادن عندما تقترب درجة حرارتها من الصفر كلفن حيث تنعدم مقاومتها تقريبا .
القطار فائق السرعة (القطار الطائر) ظاهرة مايسنر
حيث يحمل القطار ملفات من مادة فائقة التوصيل وعندما يتحرك القطار فانه يولد تيارا فى الملفات ينشأ عنه مجال مغناطيسى يتنافر مع المجال الاول فيرتفع القطار فوق القضبان عدة سنتيمترات فيزول الاحتكاك مع القضبان وتزداد سرعة القطار

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
التبريد ...
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات العلم الذهبي :: عالم العلوم :: الفيزياء-
انتقل الى: