الموهوبين

الموهوبين

الموهوبين
 
الرئيسيةالبوابةالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 علم التبريد

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
Admin
avatar

عدد المساهمات : 1631
تاريخ التسجيل : 16/02/2010

مُساهمةموضوع: علم التبريد   الخميس أبريل 29 2010, 14:02

الفصل الثامن [ فيزياء درجات الحرارة المنخفضة ( التبريد ) ] CRYOGENICS
علم التبريد

هو العلم الذي يهتم بدراسة درجات الحرارة المنخفضة التي تقترب من الصفر المطلق ( -273 Co ) والمقياس المستخدم لدرجات الجرارة المنخفضة هو مقياس كلفن أو مقياس درجة الحرارة المطلقة والذي يركز على سلوك الغاز المثالي

Cryogenics علم فيزيائي يختص بدراسة خواص المواد في درجة حرارة منخفضة تقترب من الصفر المطلق
وعلم ال Cryobiologyعلم الإحياء في درجات الحرارة المنخفضة .. ودراسة أثر البرد على الأعضاء المهمة كالقلب والكلى .

معلومة إثرائية


من العلوم الحديثة التي برزت في القرن العشرين علم الـ Cryogenics وهذه الكلمة مشتقة من كلمة إغريقية تعنى Productive of cold أي الإنتاج بالتبريد.


إن التبريد المرتبط في أذهاننا هو التبريد الكلاسيكي عن طريق وضع قطع من الثلج لتبريد ماء أو ما يضخ من برودة بواسطة الثلاجات. أن علم الـ Cryogenics هو ذلك العلم الذي يتعامل مع المنتجات فى درجات الحرارة المنخفضة وتلك التي تكون اقل من 150 درجة مئوية تحت الصفر.
من نتائج التجارب التي أجراها العالم كلفن عام 1900 على الغازات وجد إن كل الغازات يقل حجمها بالتبريد إلى أن تصل إلى 273 درجة مئوية تحت الصفر، وهى درجة الصفر المطلق، وعندها يتلاشى الحجم. كثيرا من الظواهر الغريبة تحدث للمواد عند درجات الحرارة المنخفضة فمثلا المطاط يتقصف إلى شظايا كما يحدث للزجاج. كذلك الرصاص يصدر رنينا كالجرس، أما الهواء فيتجمد على هيئة بلوكات كبيرة. ومن الظواهر الغريبة التي تحدث أيضا هو superfluidity وتعنى ما فوق الانسياب، فمثلا عند إسالة الهليوم ووضعه فى إناء مفصول بحاجز زجاجي فإن سائل الهليوم سينساب خلال الزجاج حتى يتساوى سطحيه على كلا الجانبين. يعتبر الهليوم السائل وسط مهم جدا في هذا العلم حيث يعتبر من الغازات الخاملة الغير قابلة للاشتعال وهو آخر عنصر تمت إسالته عام 1908، ومنح العالم Prof. Heike.Kamerlingh Onnes جائزة نوبل لسنة 1911 لنجاحة فى إسالة الهليوم، لقد طبق علم الـ Cryogenics في عدة مجالات منها مجال الطب حيث لم يكن من الممكن الاحتفاظ بدماء الإنسان لأكثر من ثلاثة أسابيع فقط ولكن باستخدام الطرق الحديثة أمكن الاحتفاظ بالدم لمدة تصل عدة اشهر أو سنوات، وكذلك الحال في حفظ خلايا النخاع. هذا العلم أعطى مزايا عديدة في العمليات الجراحية حيث يتم استئصال الأورام السرطانية بأقل كمية فقد للدماء عن طريق تجميد هذه الأورام. إن تطور هذا العلم أعطى فائدة عظيمة للاحتفاظ بالمواد الغذائية لمدة طويلة



غاز فان در فالز
كيف يمكن إسالة الغازات ؟
من فروض نظرية الحركة للغازات [ إهمال قوى التجاذب بين جزيئات الغاز وبعضها البعض وإهمال حجم جزيئات الغاز مقارنة بحجم الإناء ]
بما أن خواص الغاز الحقيقي تختلف عن خواص الغاز المثالي كلما ازدادت كثافته نتيجة ظهور تبادل تأثير الجزيئات المختلفة على بعضها البعض
تأثير فان در فالز : هو التأثير المتبادل بين الجزيئات المختلفة
هذا التجاذب بين الجزيئات يؤدي إلى تكثف الغاز ليصبح سائلا تحت الضغط العالي
بزيادة الضغط يحدث تفاعل فان در فالز بين جميع الجزيئات حيث يتجاذب جزيئين نتيجة اقتراب بعضهما من بعض ويتتابع اجتذاب جزيئات أخرى إليهم وهكذا إلى أن يتم انتقال المادة إلى الحالة المكثفة سواء السائلة أو للحالة الجامدة ]


[url=http://deyaa.org/cryogenics01.html#آلية الحصول على درجات الحرارة المنخفضة]آلية الحصول على درجات الحرارة المنخفضة [/url]
[url=http://deyaa.org/cryogenics01.html#السيولة الفائقة Superfluidity]السيولة الفائقة Superfluidity [/url]
[url=http://deyaa.org/cryogenics01.html#قارورة ديوار]قارورة ديوار Dewar's Flask [/url]
عمل الثلاجة
ظاهرة التوصيل الكهربي الفائق


آلية الحصول على درجات الحرارة المنخفضة
كيف نصل إلى درجات الحرارة المنخفضة جدا ؟
يتم التوصل إلى درجات الحرارة المنخفضة جدا بواسطة سحب الطاقة من المادة
ولكن ما هي الآلية التي يتم بها ذلك ؟
يتم ذلك بواسطة ملامسة المادة بمادة أخرى مبردة مسبقا عند درجة حرارة منخفضة جدا
أريد أمثلة لهذه المواد التي يمكن أن نستخدمها لتبريد المواد الأخرى ؟
الثلج العادي
الثلج الجاف [ ثاني أكسيد الكربون المثلج ]
الهواء المسال
ولكن يا أستاذي الكريم ما تفسير ذلك ؟
من مفهوم الحرارة الكامنة لتبخر السائل إلى الحالة الغازية أن الغاز المسال يسحب طاقة حرارية من المادة الملامسة له حتى يعود إلى طبيعته الغازية وينتج عن ذلك انخفاض في درجة حرارة المادة التي نريد تبريدها


السيولة الفائقة Superfluidity
ما السيولة الفائقة ؟
السيولة الفائقة هي قدرة بعض الغازات المسالة على التدفق دون مقاومة عند درجة حرارة تقترب من الصفر المطلق
أستاذي الفاضل هل تشبه هذه الخاصية خاصية الموصلية الفائقة ؟
نعم
أريد مثالا للتوضيح ؟
سائل الهليوم في درجات الحرارة المنخفضة له خاصية السيولة الفائقة حيث تتلاشى لزوجته كليا وينساب لأعلى دون توقف على جوانب الوعاء الحاوي له مهملا قوى الاحتكاك والجاذبية حيث يتميز سائل الهيليوم بحرارة نوعية منخفضة ويعتبر من أفضل الموصلات الحرارية
Liquid Helium
Kamerlingh Onnes worked for many years to liquify the element which persisted as a gas to the lowest temperature. Using liquid air to produce liquid hydrogen and then the hydrogen to jacket the liquification apparatus, he produced about 60 cubic centimeters of liquid helium on July 10, 1908. Its boiling point was found to be 4.2 K. Onnes received the Nobel Prize in 1913 for his low temperature work leading to this achievement.

When helium is cooled to a critical temperature of 2.17 K (called its lambda point), a remarkable discontinuity in heat capacity occurs, the liquid density drops, and a fraction of the liquid becomes a zero viscosity "superfluid". Superfluidity arises from the fraction of helium atoms which has condensed to the lowest possible energy.

An important application of liquid helium has been in the study of superconductivity and for the applications of superconducting magnets.



الرحلات الاستكشافية عبر الانترنت
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]



قارورة ديوار Dewar's Flask
قارورة ديوار Dewar Flasks
وعاء زجاجي أو معدني مفرغ لمنع انتقال الحرارة
الاستخدام : تخزين الغازات السائلة
store liquid nitrogen
store dry ice CO2
store coolants
use with magnetic stirrers
use as insulating flask

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

<BLOCKQUOTE>
</BLOCKQUOTE>
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
Johannes Diderik van der Waals
(1837 - 1923)

Nobel Prize for Physics 1910
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]




























[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الثلج العادي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الثلج الجاف
<BLOCKQUOTE>Frozen carbon dioxide is also known as dry ice since it cannot exist as a liquid under normal pressures. Dry ice doesn't melt, it sublimates.
</BLOCKQUOTE>

How does dry ice work?
<BLOCKQUOTE>Dry ice is frozen carbon dioxide. A block of dry ice has a surface temperature of -109.3 degrees Fahrenheit (-78.5 degrees C). Dry ice also has the very nice feature of sublimation -- as it breaks down, it turns directly into carbon dioxide gas rather than a liquid. The super-cold temperature and the sublimation feature make dry ice great for refrigeration. For example, if you want to send something frozen across the country, you can pack it in dry ice. It will be frozen when it reaches its destination, and there will be no messy liquid left over like you would have with normal ice.

Many people are familiar with liquid nitrogen, which boils at -320 degrees F (-196 degrees C). Liquid nitrogen is fairly messy and difficult to handle. So why is nitrogen a liquid while carbon dioxide is a solid? This difference is caused by the solid-liquid-gas features of nitrogen and carbon dioxide.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]





What Is Superfluidity ?
Superfluids are, like superconductors, related to the behaviour of materials at very low temperatures. Superfluids can only observed at much lower temperatures than superconductors, Helium-4 doesn't display superfluid-behaviour until nearly below 2K. and these temperatures are not easy to reach


When a material does become a superfluid, it displays some very strange behaviour;

if it is placed in an open container it will rise up the sides and flow over the top
if the fluid's container is rotated from stationary, the fluid inside will never move, the viscosity of the liquid is zero, so any part of the liquid or it's container can be moving at any speed without affecting any of the surrounding fluid
if a light is shone into a beaker of superfluid and there is an exit at the top the fluid will form a fountain and shoot out of the top exit




















</BLOCKQUOTE>
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://noor.3oloum.com
شاهين



عدد المساهمات : 1
تاريخ التسجيل : 12/05/2011

مُساهمةموضوع: رد: علم التبريد   الخميس مايو 12 2011, 01:09

ما هي الحرارة النوعية وكيف يتغلب سائل الهليوم على الجاذبية؟
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
Admin
Admin
avatar

عدد المساهمات : 1631
تاريخ التسجيل : 16/02/2010

مُساهمةموضوع: رد: علم التبريد   الخميس مايو 12 2011, 10:09

أولا : أهلا وسهلا بك أخى الكريم فى المنتدى وننتظر اسهاملتك ان شاء الله
ثانيا:





الحرارة
النوعية لمادة ”
CTh


هى
كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة
1kg من المادة درجة واحدة ”كلفن“

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]كمية
الحرارة = كتلة الجسم × الحرارة النوعية × التغير فى درجة الحرارة





مكتسبة أو مفقودة


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]QTh
= m x CTh x [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] t J

حدة قياس الحرارة
النوعية


J / kg.oK











1- الحرارة النوعية خاصية مميزة لنوع المادة أى تتغير من مادة إلى أخرى.


2- الحرارة النوعية لمادة تقل كلما زاد العدد الكتلى.


3- الحرارة النوعية للماء هى أكبر حرارة نوعية للمواد المعروفة.


للماء CTh = 4200 J / kg. oK


أهمية
كبر الحرارة النوعية للماء:



(1)
قدرة الكائنات الحية على مقاومة التغيرات الحادثة فى درجة
حرارة الهواء المحيط.



(2)
اعتدال جو المدن الساحلية صيفاً.


(هبوب نسيم البحر صيفاً على المدن الساحلية)



_________________
رب أغفر لى ولوالدى ولأصحاب الحقوق على

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[url=[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://noor.3oloum.com
Admin
Admin
avatar

عدد المساهمات : 1631
تاريخ التسجيل : 16/02/2010

مُساهمةموضوع: رد: علم التبريد   الخميس مايو 12 2011, 10:11

سائل الهليوم في
درجات الحرارة المنخفضة له خاصية السيولة الفائقة حيث تتلاشى لزوجته كليا
وينساب لأعلى دون توقف على جوانب الوعاء الحاوي له مهملا قوى الاحتكاك
والجاذبية حيث يتميز سائل الهيليوم بحرارة نوعية منخفضة ويعتبر من أفضل
الموصلات الحرارية

_________________
رب أغفر لى ولوالدى ولأصحاب الحقوق على

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[url=[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة][/url

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://noor.3oloum.com
 
علم التبريد
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
الموهوبين :: تعليمى :: المرحلة الثانوية :: المرحلة الثانية :: فيزياء الصف الثالث الثانوى-
انتقل الى: