الكتلة والوزن

الكتلة :هي ما مقدار ما يحتويه الجسم من مادة .

 وهذا المقدار ثابت لا يتغير من مكان إلى آخر سواء على سطح القمر أو على سطح الأرض .

 تقاس الكتلة بوحدة: الجرام = كتلة مشبك الورق تقريبا .

أو وحدة الكيلو جرام = لترا من الماء

 تختلف الكتلة بحسب: كمية ما يحتويه الجسم من مادة

 قياس الكتلة:
تقاس الكتلة باستخدام : الميزان ذو الكفتين أو ذو كفة واحدة بمؤشر  أو رقمى أو الميزان ذو الكفتين  الحساس .

فمثلا الخضروات والفاكهة والمواد البقولية .. تقاس كتلتها بالميزان ذو الكفتيين .
أما المواد الدقيقة تقاس كتلتها بالميزان الحساس

نضع الجسم فى كفة والأثقال معلومة الكتلة فى كفة أخرى ومجموع الأثقال سيكون هو كتلة الجسم

كتلة الجسم عند التوازن تساوى مجموع كتل الأثقال معلومة الكتلة

العلاقة بين الكتلة والحركة : كلما زادت كتلة الجسم يحتاج الى قوة أكبر لتحريكه وايقافه – مثل القطار ، والسيارة

الوزن :
هو قوة جذب الأرض للجسم . وتؤثر هذه القوة دائما تجاه مركز الأرض .
-  يقاس الوزن : بوحدة النيوتن 
- وواحد نيوتن يساوى 100 جرام تقريبا .بمعنى جسم وزنة 500 جرام يقدر وزنة ب5 نيوتن

قياس الوزن
يمكن قياس الوزن باستخدام الميزان الزنبركى ، -  وذلك بتحديد مقدار التمدد فى السلك الزنبركى بسبب وزن الجسم .

نمسك الميزان – نضع الجسم فى الخطاف السفلى – ننتظر حتى يستقر – نقرأ الرقم على التدريج فهو وزن الجسم

العوامل المؤثرة فى الوزن
يتاثر وزن الجسم بثلاثة عوامل هى :
1- - كتلة الجسم
 - 2- الكوكب الموجود عليه الجسم
3- بعد الجسم عن مركز الكوكب

اولاكتلة الجسم
وزن الجسم يزداد بزيادة كتلتة وذلك وفق العلاقة الاتية
الوزن بالنيوتن = الكتلة بالكيلوجرام ×10
ثانيا الكوكب الموجود علية الجسم
يختلف وزن الجسم باختلاف الكوكب او القمر الموجود عليه الجسم ؛فكلما زادت كتلة الكوكب زادت جاذبيته وزاد وزن الجسم وزن الجسم على سطح القمر سدس وزنه على سطح الارض
ثالثا البعد عن مركز الكوكب
يتاثر وزن الجسم بمقدار البعد عن مركز الكوكب،فقوة الجازبية تتناقص بابتعاد الجسم عن الكوكب
فمثلا الشخص القريب من الارض يكون وزنة اكبر من الشخص البعيد عن الارض كالموجود فى الطائرة او المنطاد

الوحدة الثانية  .. الدرس الأول : توصيل الحرارة

الحرارة من أهم أنواع الطاقة

التى تستخدم فى حياتنا اليومية

- فى تدفئة المنزل

- وطبخ الطعام

- وتسخين الماء

- وتجفيف الملابس بعد غسلها

استخدام الحرارة فى مجال الصناعة

- صناعة وتحضير الأغذية

- والزجاج والورق

- والمنسوجات وغيرها

تعريف الحرارة

هى صورة من صور الطاقة التى تنتقل من جسم الى آخر

بشرط وجود اختلاف فى درجة الحرارة بين الجسمين

أى أنها تنتقل من الجسم الأعلى فى درجة الحرارة للجسم الأقل فى درجة الحرارة

تعريف درجة الحرارة

عبارة عن مؤشر يساعدنا فى التعبير عن مدى سخونة أو برودة أى جسم

* وتستخدم لقياس درجات الحرارة أدوات معينة تسمى ( الترمومترات )

المواد تختلف فى توصيل درجة الحرارة

المسطرة والمعلقة والقلم ( البلاستيك والخشب والألومنيوم )

مواد تختلف فى توصيل الحرارة

تنقسم المواد من حيث توصيل الحرارة إلى قسمين

-         مواد جيدة التوصيل للحرارة : هى المواد التى تسمح بمرور الحرارة خلالها 

 مثل المعادن المختلفة ( النحاس والألومنيوم والحديد )

-         مواد رديئة التوصيل للحرارة : هى المواد التى لا تسمح بسريان الحرارة خلالها

مثل ( الخشب والزجاج والبلاستيك والورق والهواء )

تطبيقات حياتية

فى البلدان الباردة استفاد الإنسان من أن الهواء مادة رديئة التوصيل للحرارة

فى صناعة النوافذ الزجاجية حيث تترك مسافة بين لوحى الزجاج

مما يؤدى الى احتفاظ الهواء داخل المنزل بحرارته وعدم تسربها للخارج

تختلف درجة توصيل المعادن للحرارة

- النحاس يوصل الحرارة أسرع من الألومنيوم والحديد

- عند سريان الحرارة خلال المعادن فإنها تتمدد وتزداد فى الحجم لذلك :

* نترك فجوات بين قطبان القطارات حتى لا يحدث لها التواء عندما تتمدد فتقع حوادث للقطارات

استخدامات المواد الموصلة للحرارة :

يستخدم الألومنيوم والنحاس والصلب المقاوم للصدأ فى صناعة

 أوانى الطهى والغلايات المستخدمة فى المنازل والمصانع

استخدامات المواد رديئة التوصيل للحرارة :

- يستخدم البلاستيك والخشب فى صناعة أيدى أوانى الطهى والقدور والغلايات

 والأدوات المستخدمة فى عملية تحضير وغرف الطعام

- ويستخدم البلاستيك فى صناعة مقبض المكواة الكهربية

- تستخدم الأغطية الثقيلة والملابس الصوفية الثقيلة فى فصل الشتاء

 للمحافظة على حرارة الجسم وعدم الشعور بالبرودة

الدرس الثانى .. قياس درجة الحرارة

أهمية تحديد درجة الحرارة :

- نتعرف على درجة حرارة الجو التى تؤثلر على أنشطتنا

- ونتعرف على درجة حرارة أجسامنا انتعرف على حالتنا الصحية

- وهى مهمة فى بعض الصناعات الغذائية التى تتطلب درجة حرارة معينة

ولكن هل يمكننا التعرف على كون الجسم ساخنا أم باردا من خلال اللمس فقط

أم يلزمنا مؤشر دقيق يجعلنا نعرف درجة الحرارة بدقة

أدوات قياس الحرارة

الترمومتر : هو جهاز يستخدم لقياس درجة الحرارة

فكرة عمل الترمومتر : هى تغير حجم السائل الموجودة  به مع تغير درجة الحرارة

حيث يتمدد السائل بالحرارة وينكمش بالبرودة

- مثل الزجاجة التى يوجد بها الكحول الإيثيلى

نلاحظ تمدد السائل وارتفاعه فى الماصة عندما تضع الزجاجة بين يديك

ونلاحظ انخفاض مستوى السائل عند وضع الزجاجة فى ماء مثلج

أنواع الترمومترات :

- الترمومتر الطبى                  - الترمومتر المئوى

تركيب الترمومتر الطبى

- انبوبة زجاجية شفافة بها أنبوبة شعرية مغلقة من أحد طرفيها

- يتصل الطرف الآخر بمستودع يتجمع به الزئبق

- يوجد فوق مستودع الزئبق اختناق فى الأنبوبة الشعرية

يمنع رجوع الزئبق بسرعة للمستودع حتى نتمكن من تسجيل القراءة بسهولة

- تدريج الترمومتر يبدأ من درجة حرارة 35 درجة سيليزية الى 42 درجة

كل درجة مقسمة الى عشرة أجزاء

تطبيقات حياتية يوجدالترمومتر الرقمى الحديث الذى يظهر درجة حرارة الجسم رقميا

ويستخدم لقياس درجة الحرارة عند الأطفال خاصة

معلومة اثرائية هل تعلم أن درجة حرارة الانسان السليم صحيا هى 37 درجة سيليزية

وقد تزيد قليلا أو تقل فى حالة التعرض للمرض

استخدام الترمومتر الطبى

فى قياس درجة حرارة جسم الانسان

من خلال تحديد الرقم الذى يتوقف عنده مستوى سطح الزئبق والذى يدل على درجة حرارة الجسم

الترمومتر المئوى :

- يتركب من أنبوبة زجاجية شفافة شفافة بها أنبوبة شعرية مغلقة من أحد طرفيها

- يتصل الطرف الآخر بمستودع يتجمع به الزئبق

- ولا يوجد فوق مستودع الزئبق اختناق فى الأنبوبة الشعرية

- تدريج الترمومتر يبدأ من درجة حرارة 0 درجة سيليزية الى 100 درجة

و كل درجة مقسمة الى عشرة أجزاء

- يستخدم لقياس درجة حرارة الماء والسوائل

يسمى بهذا الاسم بسبب تقسيم المسافة بين

 درجة انصهار الثلج ودرجة غليان الماء

 الى 100 قسم

- عند تسجيل درجة الحرارة يتم وضع

 الترمومتر بشكل رأسى ويكون اتجاه النظر عمودى على الترمومتر

لماذا يفضل الزئبق فى صناعة الترمومترات ؟

- الزئبق معدن سائل فضى اللون يمكن رؤيته بسهولة من خلال زجاج الترمومتر

- الزئبق جيد التوصيل للحرارة                            

- مادة منتظمة التمدد تعطى تقديرا دقيقا لدرجة الحراة

- لا يلتصق بجدران الأنبوبة الشعرية

- يبقى سائلا بين درجتى حرارة 390 درجة سيليزية و 357 درجة وهذا يعطى مدى واسع لقياس درجة الحرارة

العالم السويدى إندريس سيليسيوس صمم التدريج السيليزى عام 1747 م

- وفيه اعتبر درجة انصهار الجليد هى الصفر        ..       ودرجة غليان الماء هى 100

- وقسم المسافة بينهما الى 100 قسم كل قسم يعادل درجة واحدة سيليزية ( 1 س )

معلومات اثرائية تحتوى بعض الترمومترات على تدريجين لدرجات الحرارة

أحدهما يعبر عن درجات الحرارة  بالتدريج السيليزى ... والآخر يعبر عن درجات الحرارة عن طريق التدريج الفهرنهايت

ودرجة حرارة صفر سيليزية تقابل درجة حرارة 32 درجة فهرنهايت و 100 سيليزية تقابل 212 درجة فهرنهايت

الوحدة الثالثة .. الدرس الأول .. غاز الأكسجين

مصادر غاز الأكسجين فى الهواء

النباتات الخضراء المصدر الأساسى لغاز الأكسجين

فيتصاعد أثناء عملية البناء الضوئى

ليعوض استهلاك أكسجين الهواء الجوى فى عمليات التنفس والاحتراق

لذلك يجب الحفاظ على الكساء الخضرى على سطح الأرض

تكوين الغلاف الجوى للأرض :

يتكون من خليط من غازات تحيط بالكرة الأرضية

مجذوبة إليها بفعل الجاذبية الأرضية

النتروجين يمثل نسبة 78% من مجموع أحجام هذه الغازات

الأكسجين يكون 29 من حجم هذا الغلاف

والجزء الباقى يتكون من بخار الماء وثانى أكسيد الكربون

 وغازات أخرى مثل الأرجون والنيون والهيليوم وغيرها ٍ

أهمية الغلاف الجوى

يحمى الأرض عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الفضاء الخارجىٍ

ويعمل على اعتدال درجة الحرارة على سطحها

الأجسام العالقة

توجد فى الغلاف الجوى كميات كبيرة من الأجسام العالقة

وهى عبارة عن ذرات دقيقة من الغبار والدخان والغازات المتصاعدة من المصانع والسيارات والقاطرات والبواخر

وهى تعد من ملوثات الهواء الجوى

ولكنها تفيد فى تكاثف بخار الماء حولهال ونزوله على هيئة قطرات المطر أو الثلج

غاز الأكسجين

ينتج بوفرة من النباتات الخضراء خلال عملية البناء الضوئى

 بالبلاستيدات الخضراء والطاقة الضوئية والماء و الأملاح وثانى أكسيد الكربون

يتواجد فى الغلاف الجوى فى الحالة الغازية

يتكون من جزيئات ثنائية الذرات لها التركيب     o    الحرف الأول من oxygen 

يستهلك فى عمليات التنفس والاحتراق

يعوض باستمرار بعملية التمثيل الضوئى فتبقى نسبته ثابتة فى الهواء الجوى

يشغل الأكسجيم خمس حجم الهواء الجوى وفى تجربة الشمعة يصعد الماء داخل المخبار نتيجة فقدان الهواء لأحد مكوناته وهو الأكسجين الذى استهلكته الشمعة

تحضير غاز الأكسجين فى المعمل

ضع كمية من ثانى أكسيد المنجنيز

 فى الدورق

املأ القمع بفوق أكسيد الهيدروجين

افتح الصنبور لتسمح بنزول كمية قليلة

 من فوق أكسيد الهيدروجين

 على ثانى أكسيد المنجنيز

فيتصاعد غاز الأكسجين فى المخبار

فوق أكسيد الهيدروجين يتحول فى وجود ثانى أكسيد المنجنيز إلى ماء وأكسجين

يبقى ثانى أكسيد المنجنيز بدون تغير فى الكمية والخواص ولذلك يسمى بالعامل المساعدد

أكتشف الأكسجين فى الصين القديمة عام 800 فبل الميلاد

ةأعاد إكتشافه جوزيف برستلى فى أغسطس 1774 م

وأطلق أنطوان لافوازييه عليه اسم أكسجين عام 1778 م

خصائص الأكسجين

توجد الكثير من المركبات الغنية بالكسجين مثل فوق اكسيد الهيدروجيم ( ماء الأكسجين 9 وبعض الأملاح

غاز عديم اللون والطعم والرائحة

قليل الذوبان فى الماء

لا يشتعل ولكنه يساعد على الاشتعال

متعادل التأثير على ورق دوار الشمس بلونيه

أثقل من الهواء ( كثافته أكبر من كثافة الهواء حيث أنه حل محل الهواء )

معلومات اثرائية

الأكسجين له القدرة على أن يتحد اتحادا مباشرا بمعظم العناصر مكونا أكاسيد

يسمى احتراق اذا كان هذا الاتحاد سريعا ونتج عنه حرارة وضوء ويسمى تأكسد اذا تم ببطء فى وجود الرطوبة ( الماء ) مثل تكون صدأ الحديد

يتكون صدأ الحديد فى جو رطب به أكسجين فتتآكل المواد المصنوعة من الحديد مثل المسامير وأعمدة الكبارى مع الوقت

ويصبح هشا ضعيفا  اذا لم يتم عزلها عن الهواء بالدهانات

هل تزداد كتلة المواد بعد اتحادها بالأكسجين

يحترق سلك التنظيف المصنوع من الحديد لأن السطح الخارجى له كبير

 بدرجة تجعله يتفاعل مع الأكسجين فى الهواء ويتم الاحتراق بسرعة

ويصبح سلك التنظيف بعد احتراقه له كتلة أكبر بعد الاشتعال

لأن الأكسجين اتحد مع الحديد مكونا أكسيد الحديد

أهمية واستخدامات الأكسجين

له أهمية بالغة فى حياة الانسان والكائنات الحية

الماء يتكون من الأكسجين متحدا مع الهيدروجين

ضرورى لعملية التنفس واحتراق الغذاء داخل الخلايا لانتاج الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية

يتكون جزئ غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين

ويشكل طبقة بالغلاف الجوى ( طبقة الأوزون ) تحمى الأرض من الاشعاعات الضارة التى تأتنى من الشمس

ويضغط الأكسجين فى اسطوانات ويستخدم فى :

التنفس الصناعى للمرضى الذين يعانون من صعوبات فى التنفس

أثناء اجراء الجراحات

الغوص تحت الماء

تسلق الجبال لأن الأكسجين يقل كلما ارتفعنا عن سطح الأرض

يستخدم فى قطع ولحام المعادن مع غاز الاسبتلين الذى يعطى

 لهب الأكس اسبتلين  وتصل درجة حرارته إلى 3500 درجة

وهى تكفى لصهر المعادن

الدرس الثانى ..غازثانى أكسيد الكربون

منافع ومضار ثانى أكسيد الكربون

أحد أسس عملية البناء الضوئى للنباتات الخضراء لتكون المادة الغذائية للكائنات الحية

زيادة نسبته فى الهواء ينشأ عنه اختناق الكائنات الحية

وظاهرة الاحتباس الحرارى وارتفاع درجة حرارة الأرض ويضر بمناخ الأرض

خصائص ثانى أكسيد الكربون

يوجد على شكل غاز فى الحالة الطبيعية بالغلاف الجوىبنسبة قليلة نحو 3 من 100%

يتكون الجزئ من ذرة كربون مرتبطة بذرتى أكسجين ورمزه co2

مصادر ثانى أكسيد الكربون :

ينبعث نتيجة احتراق المواد العضوية مثل :

الخشب - الفحم – التبغ ( مادة السجائر)– الزيت – البنزين

ترتفع نسبته فى السنوات الأخيرة بسبب الكميات الهائلة من الوقود التى تحرقها المنشآت الصناعية

      ومحطات الوقود ومحركات وسائل النقل والمواصلات

      وتناقص المساحات الخضراء وإزالة الغابات

الكشف عن غاز ثانى أكسيد الكربون

ينتج عن تنفس الكائنات الحية

 واحتراق مواد عضوية مثل  الشمعة

عندما ننفخ فى ماء الجير الرائق يتعكر ماء الجير – لأن هواء الزفير يحتوى على  co2

وما ينتج عن تنفس البذور يعكر ماء الجير لأنه يحتوى على يحتوى على  co2

 ثانى أكسيد الكربون الناتج عن تنفس الانسان والنبات واحتراق المواد العضوية يعكر ماء الجير ( هيدروكسيد الكالسيوم )

حيث يظهر الراسب الأبيض نتيجة تفاعله مع ثانى أكسيد الكربون مكونا مادة كربونات الكالسيوم التى لا تذوب فى الماء

التعكر يكشف لنا وجود ثانى أكسيد الكربون

خصائص غاز ثانى أكسيد الكربون

 تحضيره : صب قليلا من حمض الهيدروكلوريك المخفف

 على كربونات الكالسيوم واجمع عدة مخابير منه عن طريق ازاحة الهواء لأعلى

تنطفئ الشمعة عند إضافته عليها – يستمر الماغنسيوم فى الاشتعال

عديم اللون والرائحة

أثقل من الهواء – لذلك يجمع بإزاحة الهواء لأعلى ويحل محله

يذوب فى الماء لذا لا يجمع بإزاحة الماء كتحضير الأكسجين

لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال – ولذلك يستخدم فى اطفاء الحرائق

يستمرشريط الماغنسيوم فى الاشتعال متحولا الى أكسيد الماغنسيوم ( لونه أبيض )

ويترسب الكربون ( الفحم ) على جدار المخبار

معلومات إثرائية :

يصاب الانسان بالاختناق إذا استنشق غاز ثانى أكسيد الكربون – ويسمى بالقاتل الصامت

لأن الانسان لا يستطيع رؤيته أو تذوقه أو شمه

والتنفس فى مكان مغلق حيث التهوية منعدمة أو رديئة يؤدى الى تناقص الاكسجين  وزيادة ثانى أكسيد الكربون

 ويصاب كل الموجودين بأعراض الاختناق وفقدان الوعى فالموت

أهمية واستخدامات غاز ثانى أكسيد الكربون

يستخدم فى التبريد عند تحويله الى سائل بالضغط والتبريد ثم يخفف الضغط فيتكون الثلج الجاف الذى يستخدم فى التبريد

يستخدم فى اطفاء الحرائق – لأنه لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال

ففى مطفأة الحريق يتولد ثانى أكسيد الكربون نتيجة التفاعل الكيميائى داخل المطفأة

يستخدم فى صناعة المياه الغازية

عندما تضاف الخميرة إلى العجين يحدث التخمر وينتج غاز ثانى أكسيد الكربون

 الذى يتمدد بفعل الحرارة ويجعل الخبز مساميا ومستساغ الطعم

يدخل فى عملية البناء الضوئى فى النباتات الخضراء ويتصاعد غاز الأكسجين

الدرس الثالث .. غاز النيتروجين

غاز النيتروجين :

عنصر كيميائى يوجد فى الطبيعة على شكل غاز ورمزه N2

جزئ النيتروجين يتكون من ذرتى نيتروجين

يسمى أيضا بالأزون ومعناها عديم الحياة

لأنه لا يساعد على الاشتعال - ولا يدخل فى التنفس

وهو عديم اللون والطعم والرائحة وص