الأرجون هو غاز نبيل يتميز بكثافة عالية وموصلية حرارية. يستخدم على نطاق واسع في الصناعة وكذلك في البحث العلمي. قد تكون مسألة كمية الحرارة التي يمكن أن يوفرها غاز معين ذات صلة للغاية عند تصميم المعدات أو إجراء التجارب.
لحساب كمية الحرارة المنقولة بواسطة الأرجون ، يجب مراعاة عدة عوامل. أولا ، كتلة الغاز ، في هذه الحالة — 400 غرام ، وثانيا ، يمكن استخدام قيمة السعة الحرارية المحددة للأرجون لمراعاة ميزاته في رابطة الذرات والجزيئات. هذه القيمة حوالي 0.52 جول / درجة.
لذلك ، لحساب كمية الحرارة المنقولة بمقدار 400 جم من الأرجون ، اضرب كتلة الغاز في فرق درجة الحرارة والحرارة النوعية للأرجون:
س = كتلة الغاز * (ر2-ر1) * حرارة محددة من الأرجون
بمعرفة جميع القيم الضرورية ، يمكننا بسهولة حساب وتحديد كمية الحرارة التي يمتلكها 400 جرام من الأرجون. ستكون النتيجة الناتجة وحدة قياس" جول " ، والتي تسمح باستخدامها في المزيد من الحسابات والتطبيقات.
- حساب حرارة الأرجون
- الخصائص الفيزيائية للأرجون
- كتلة الأرجون وقيمتها
- السعة الحرارية المحددة للأرجون
- التأثير الحراري لتسخين الأرجون
- كمية الحرارة عند تسخينها 400 جرام أرجون
- قيمة النتيجة التي تم الحصول عليها
- سؤال وجواب
- مقدار الحرارة التي يجب أن تعطى 400 غرام من الأرجون لتسخينها عند 50 درجة?
- كيفية حساب كمية الحرارة المنقولة بواسطة 400 غرام من الأرجون إذا كانت السعة الحرارية المحددة معروفة?
- كيفية العثور على حرارة محددة من الأرجون, إذا كنت تعرف كمية الحرارة ذكرت من قبل 400 غرام من الأرجون والتغير في درجة حرارته?
- كيف يمكن أن كمية الحرارة ذكرت من قبل 400 غرام من الأرجون أن تحدد?
حساب حرارة الأرجون
لحساب الحرارة التي أبلغت عنها 400 غرام من الأرجون ، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار قدرتها الحرارية المحددة والتغير في درجة حرارتها.
تبلغ السعة الحرارية النوعية(المتوسط) للأرجون حوالي 520 جول/(كجم* كلفن). توضح هذه القيمة مقدار الحرارة التي يجب توفيرها 1 كجم من الأرجون لتسخينها بمقدار 1 درجة مئوية.
بالنظر إلى أن لدينا 400 جرام من الأرجون ، نحتاج إلى تقليل هذه القيمة إلى كيلوغرامات. للقيام بذلك ، من الضروري تقسيم كتلة الأرجون على 1000:
| وزن الأرجون | 400 ح |
| وزن الأرجون بالكيلوغرام | 0.4 كجم |
الآن بعد أن عرفنا كتلة الأرجون بالكيلوغرام وسعته الحرارية النوعية ، يمكننا المضي قدما في حساب الحرارة باستخدام الصيغة التالية:
| الحرارة (في ي) | = كتلة الأرجون (بالكيلوغرام) * السعة الحرارية النوعية (باليا / (كجم * ك)) * تغير درجة الحرارة (بالكيلوغرام) |
ومع ذلك ، من أجل إجراء الحساب ، نحتاج إلى معرفة تغير درجة الحرارة الذي حدث في هذه الحالة. بدون هذه المعلومات ، من المستحيل إجراء حساب دقيق للحرارة.
لذلك ، بناء على القيم التي تم الحصول عليها ، يمكننا حساب الحرارة المبلغ عنها بمقدار 400 جرام من الأرجون ، مع تغير معروف في درجة الحرارة.
الخصائص الفيزيائية للأرجون
التركيب الجزيئي: أر
الكتلة الذرية: 39.948 جم / مول
الكثافة: 1.7837 جم / سم 3
نقطة الانصهار: -189.34 درجة مئوية
نقطة الغليان: -185.8 درجة مئوية
درجة الحرارة الحرجة: -122.3 درجة مئوية
الضغط الحرج: 48.98 ضغط جوي
حرارة التبخر: 6.53 كيلوجول / مول
السعة الحرارية عند الضغط المستمر: 20.8 جول·(ز * ك)
الموصلية الحرارية: 0.01772 واط / (م * ك)
حرارة الاحتراق: -1228 كيلوجول / مول
معلومات عامة:
- الأرجون (أر) هو غاز خامل غير ضار مع تفاعل منخفض;
- ليس لها لون أو رائحة;
- معظم المواد لا تتفاعل مع الأرجون;
- إنه عنصر شائع إلى حد ما في الغلاف الجوي للأرض (0.934 ٪ من التركيب الكلي).
التطبيق:
- في الصناعة ، يتم استخدامه لحماية اللحام باستمرار من الأكسدة والأضرار الهيكلية;
- يتم استخدامه في مختبرات البحث والإنتاج المتخصصة;
- يتم استخدامه في المنشآت المبردة عند إنشاء ظروف درجات الحرارة المنخفضة;
- في الغلاف الجوي للحفاظ على الظروف الجوية الخاملة;
- في الإلكترونيات والصناعات الدوائية والغذائية.
| الفترة | المجموعة | العنوان | العدد الذري | الكتلة الذرية النسبية |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 18 | الأرجون | 18 | 39,948 |
| 4 | 2 | الهيليوم | 2 | 4,0026 |
كتلة الأرجون وقيمتها
نعلم أنه تم استخدام 400 جرام من الأرجون في هذه الحالة. تعتبر كتلة الأرجون معلمة مهمة في حساب كمية الحرارة التي تم توصيلها إلى هذه المادة.
تحدد كتلة الأرجون كمية مادة عنصر معين تم استخدامه في تفاعل أو عملية. في هذه الحالة ، كتلة الأرجون هي 400 غرام.
تلعب كتلة الأرجون دورا رئيسيا في الحسابات. يسمح لك بتحديد كمية المادة (في الشامات) واستخدام الكميات الفيزيائية المناسبة عند حساب التأثيرات الحرارية.
السعة الحرارية المحددة للأرجون
السعة الحرارية المحددة للأرجون هي كمية الحرارة التي يجب توصيلها إلى غاز معين لزيادة درجة حرارته بمقدار 1 درجة مئوية عند ضغط ثابت.
تعتمد السعة الحرارية المحددة للأرجون على درجة الحرارة وقد تختلف في ظل ظروف مختلفة. بشكل عام ، السعة الحرارية النوعية للأرجون هي دالة لدرجة الحرارة ويمكن تمثيلها كرسم بياني.
يمكن العثور على قيم السعة الحرارية المحددة للأرجون في جداول خاصة أو يمكن استخدام الصيغ التحليلية لحساب القيم التقريبية.
وتجدر الإشارة أيضا إلى أن السعة الحرارية المحددة للأرجون تعتمد على حالة الغاز — مثالية أو حقيقية. في الغاز المثالي ، لا تعتمد الحرارة النوعية على الضغط والحجم ، وفي الغاز الحقيقي ، يمكن أن تؤثر هذه العوامل على قيمة الحرارة النوعية.
لحساب كمية الحرارة التي أبلغ عنها الأرجون ، من الضروري معرفة سعته الحرارية المحددة والتغير في درجة حرارته.
التأثير الحراري لتسخين الأرجون
عندما يتم تسخين الأرجون ، تتغير حالته الحرارية ، والتي يصاحبها امتصاص أو إطلاق كمية معينة من الطاقة. يمكن وصف هذا التأثير باستخدام مفهوم مثل الحرارة.
الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي يتم نقلها بين الأجسام أو الأنظمة وتسبب تغييرا في حالتها الحرارية. في حالة الأرجون ، يمكن نقل الحرارة إليه من الخارج عند تسخينه أو إطلاقه إذا برد الأرجون.
يمكن حساب كمية الحرارة التي أبلغ عنها الأرجون أثناء التسخين باستخدام الصيغة:
| Q | = | م * ج * Δ |
|---|
أين:
- س هي كمية الحرارة,
- م هي كتلة الأرجون,
- ج هي الحرارة النوعية للأرجون,
- أوشت هو تغير درجة حرارة الأرجون.
تبلغ السعة الحرارية المحددة للأرجون حوالي 0.52 جول / (جم * C ج). وبالتالي ، يتم تمرير الصيغة التالية لحساب كمية الحرارة:
| Q | = | 0.52 * م * Δ |
|---|
معرفة قيمة كتلة الأرجون والتغير في درجة حرارته ، يمكنك استبدال هذه القيم في الصيغة وحساب كمية الحرارة التي سيتم توصيلها إلى الأرجون أثناء التسخين أو التبريد.
كمية الحرارة عند تسخينها 400 جرام أرجون
لحساب كمية الحرارة التي أبلغ عنها 400 غرام من الأرجون ، من الضروري معرفة درجة الحرارة الأولية والنهائية للأرجون.
إذا كانت درجات الحرارة الأولية (تي1) والنهائية (تي2) من الأرجون معروفة ، يمكنك استخدام الصيغة:
- س = م * ج * Δ
أين:
- س هي كمية الحرارة المنقولة إلى الأرجون (بالجول أو السعرات الحرارية)
- م هي كتلة الأرجون (بالجرام)
- ج هي الحرارة النوعية للأرجون (في ي / (ز * C ج) أو كال/(ز * C ج))
- أوشمت هو تغير درجة الحرارة (تي2-تي1)
تبلغ السعة الحرارية النوعية للأرجون حوالي 0.52 جول/(ز*C ج) أو 0.124 كال / (ز*C ج). حساب كمية الحرارة ممكن في كل من الجول والسعرات الحرارية.
على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة الأولية للأرجون 20 C درجة مئوية (أو 293 كلفن) ، ودرجة الحرارة النهائية 50 C درجة مئوية (أو 323 كلفن) ، فإن درجة الحرارة تتغير Δ = 323 كلفن — 293 كلفن = 30 كلفن.
استبدال القيم في الصيغة ، نحصل على:
- س = 400 جم * 0.52 ج / (ز * C ج) * 30 ك = 6240 ج
وبالتالي ، فإن كمية الحرارة التي أبلغ عنها 400 غرام من الأرجون عند تسخينها من 20 C درجة مئوية إلى 50 C درجة مئوية هي 6240 جول أو 1.49 سعرة حرارية.
قيمة النتيجة التي تم الحصول عليها
تسمح لنا نتيجة الحساب بتحديد كمية الحرارة التي تم الإبلاغ عنها بواسطة 400 جرام من الأرجون. هذه القيمة مهمة لفهم العمليات التي تحدث مع مادة عندما تتغير درجة حرارتها.
تقاس قيمة الحرارة الناتجة بالجول (ي) أو السعرات الحرارية (كال) وتشير إلى كمية الطاقة التي تم نقلها إلى الأرجون نتيجة التسخين.
قيمة الحرارة هي معلمة مهمة في حل المشاكل المختلفة في الفيزياء والكيمياء. على سبيل المثال ، يسمح لك حساب كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى مادة لتبخرها أو ذوبانها بتحديد الكمية المطلوبة من الطاقة لتغيير مرحلة المادة.
وبالتالي ، فإن قيمة النتيجة التي تم الحصول عليها لها أهمية عملية وتسمح لنا بوصف خصائص وخصائص الأرجون بدقة أكبر عندما تتغير درجة حرارته.
سؤال وجواب
مقدار الحرارة التي يجب أن تعطى 400 غرام من الأرجون لتسخينها عند 50 درجة?
لحساب كمية الحرارة ، استخدم الصيغة: ف = م * ج * أوشت ، أين ف هي كمية الحرارة ، م هي كتلة المادة (في هذه الحالة 400 جم) ، ج هي السعة الحرارية النوعية للأرجون ، أوشت هو تغير درجة الحرارة (في هذه الحالة 50 درجة). يمكن العثور على القيمة الحرارية المحددة للأرجون في الجداول. من خلال حساب جميع القيم ، يمكنك الحصول على الكمية المطلوبة من الحرارة.
كيفية حساب كمية الحرارة المنقولة بواسطة 400 غرام من الأرجون ، إذا كانت السعة الحرارية المحددة معروفة?
صيغة حساب كمية الحرارة هي: ف = م * ج * Δ. هنا ف هي الكمية المطلوبة من الحرارة ، م هي كتلة الأرجون (400 جم) ، ج هي الحرارة النوعية للأرجون ، أوخت هو تغير درجة الحرارة. إذا كانت السعة الحرارية المحددة للأرجون معروفة ، فيمكن استبدالها في الصيغة ويمكن حساب كمية الحرارة المنقولة إلى الأرجون.
كيفية العثور على حرارة محددة من الأرجون إذا كنت تعرف كمية الحرارة ذكرت من قبل 400 غرام من الأرجون والتغير في درجة حرارته?
يمكن العثور على الحرارة النوعية للأرجون عن طريق إعادة ترتيب الصيغة لحساب كمية الحرارة: ج = س / (م * Δ). هنا ج هي الحرارة النوعية ، ف هي كمية الحرارة المبلغ عنها الأرجون (معروف) ، م هي كتلة الأرجون (400 جم) ، أوكت هو تغير درجة الحرارة (معروف). عن طريق استبدال القيم المعروفة ، يمكن حساب السعة الحرارية المحددة للأرجون.
كيف يمكن أن كمية الحرارة ذكرت من قبل 400 غرام من الأرجون أن تحدد?
لتحديد كمية الحرارة في هذه الحالة ، تحتاج إلى استخدام الصيغة: ف = م * ج * Δ. أين س هي كمية الحرارة ، م هي كتلة الأرجون (في هذه الحالة 400 جم) ، ج هي الحرارة النوعية للأرجون ، أوكت هو تغير درجة الحرارة. إذا كانت قيم كتلة الأرجون والسعة الحرارية المحددة وتغيرات درجة الحرارة معروفة ، فيمكن حساب كمية الحرارة.