ان الاتزان الحرارى thermal equilibrium  درسنا اليوم يمثل اهمية قصوي فى العمليات الهندسية و التطبيقات العملية لها و اننا كى نفهم الاتزان الحرارى اليوم نحتاج الى الاجابة عن 4 اسئلة رئيسية تتعلق بدرسنا اليوم

1- ما هو الاتزان equilibrium ؟

الاتزان  مهم فمصطلح الاتزان يعنى التوازن و التوازن عمليه نحتاجها فى كل حياتنا فانت تحتاج الى توازن بين حاجتك للماء و كمية الماء التى تشربها يوميا و تحتاج للتوازن بين أجزاء جسمك كى تستمر الحياة كذلك الامر بالنسبة للحرارة فانها تحتاج الى الاتزان كى تستمر

فبعبارة أخرى يمكننا القول بأن التوازن هى التساوى أو التكافؤ بين عدد من العمليات

2- ما هو الاتزان الحرارى thermal equilibrium  ؟

التوازن الحرارى دا عملية بتحصل بين مجموعة من الاجسام متلامسة فى وسط ما “زى الهوا مثلا ” و التوازن دا بيسبب بالضرورة تساوى درجات حرارة الاجسام دى

طب ازاى ؟ – مثلا لو مسكت كوباية شاى بأيدك السخنة فتفضل الحرارة تتنقل من كوباية الشاى (الجسم الساخن ) الى ايدك (الجسم الاقل سخونة ) لحد ما تتساوى درجة حرارة ايدك مع كوباية الشاى يعنى تتساوى درجات حرارتهم و مدام حصل تساوى فى درجات الحرارة يبقى دا توازن لان التوازن هو التساوى

طيب بس الحرارة الموجودة فى كوباية الشاى مش ملامسة ايدى بس | تمام ملامسة ايدك و الهوا فتبقى كوباية الشاى بتفضل تنقل الحرارة اللى عندها لايدك و للهوا الملامس (مش لأيدك بس لان الهوا كمان لامس كوباية الشاى و اقل فى درجة الحرارة منها ) ليها لحد ما درجة حرارة كوباية الشاى و درجة حرارة ايدك و درجة حرارة الهوا يتساوو

بصفة عامة : لو لامست مجموعة اجسام ليهم درجات حرارة مختلفة فى وسط بيسمح بأنتقال الحرارة هيبدأ الجسم الاعلى فى درجة الحرارة “الساخن” يفقد أجزاء من حرارته للجسم أو مجموعة الاجسام الاقل حرارة “الباردة ”

طب الانتقال عملية مستمرة دايما ؟ – لأ , عملية الانتقال من الساخن للبارد يتفضل تتم فالساخن بيفقد حرارة و البارد بيكتسبها لحد ما يوصلوا للحظة درجة حرارتهم فيها بتتساوى

أول ما تتساوى درجة حرارتهم يبقوا فى أتزان حرارى

طيب انتقال الحرارة دا عشوائى و لا بينظمة قانون ؟

– طبعا بينظمة قانون , انت عارف الحرارة طاقة و الطاقة لا تفنى و لا تستحدث من عدم طبقا ل “مبدأ بقاء الطاقة ” يعنى مفيش طاقة هتضيع فى النص اثناء انتقال الحرارة

بعبارة متحددة اكتر

الطاقة اللى بيفقدها الجسم الساخن = الطاقة اللى بيكسبها الجسم \ الاجسام الباردة

بمعنى اكتر دقة : الطاقة المفقودة = الطاقة المكتسبة

لو طبقنا القانون دا على مثال كوباية الشاى بتعتنا هنلاقى التالى

الطاقة المفقودة = الطاقة المكتسبة

مين عندى بيفقد : الاعلى فى الحرارة : كوباية الشاى

مين بيكتسب : الاقل فى الحرارة و لامس الجسم السخن : الهوا الملامس (مش كل الهوا الملامس بس ) و أيدك

الطاقة اللى بتفقدها كوباية الشاى = الطاقة اللى بتكتسبها أيدك +الطاقة اللى بيكتسبها الهوا

تجربة لتوضيح الاتزان الحرارى

تجربة مهمة جدا لتفسير و توضيح الاتزان الحرارى فى المعمل

طيب اية هى اهمية الاتزان الحرارى فى حياتنا العملية ؟

أ –   التطبيقات   الهندسية  :   يستخدم  هذا  العلم   هندسيا   في  تصميم  المحركات 

 ومولدات  الطاقة   الكهربية  وأجهزة   التبريد  والتكييف  .

ب –   التطبيقات  الكيميائية  :  هنالك  عدة  تطبيقات  لعلم  الديناميكا   نذكر   منها  :

• التغيرات  في  الطاقة  التي  ترافق  التغير  الكيميائي  أو  الفيزيائي  .  وبصورة  عامة  

    التغير  في  الطاقة  بين  النظام  وما  يحيط  به .

  *  دراسة   إمكانية   حصول  التفاعل  الكيميائي  تلقائيا

  *  اشتقاق   الصيغ  والقوانين  المكتشفة  تجريبيا  وبناؤها  على  أساس  نظري  فمثلا  :

  –   يمكن   اشتقاق  واثبات  قوانين  التوازن  الكيميائي

  –   يمكن  اشتقاق  قانون  هس   للمحتوى  الحراري  والذي  يعتبر  حالة  خاصة  للقانون 

     الأول  للديناميكا  الحرارية .

  – يمكن   اشتقاق  معادلة  كلابيرون  –  كلاوزيوس  المتعلقة  بالتوازن  بين  الأطوار

 –   يمكن  اشتقاق  معادلة   قاعدة   الطور  أو  الصنف