ملخص علوم - الوحدة الأولى (النظام البيئي المائي)

اختر القسم لعرض القوانين والمعادلات مع الشرح والمسائل المحلولة.

كيميائي النسب الكتلية - التفكك - التميؤ - الغازات

النسب الكتلية والتركيبية لجزيء الماء كتل - زوايا

● الأكسجين (O): 88.89% من الكتلة.
● الهيدروجين (H): 11.11% من الكتلة.
● النسبة المبسطة: H : O = 1 : 8 (كتلياً).
● الزاوية الجزيئية: 104.5° بين الرابطتين التساهميتين.

تفكك جزيئات الماء والملح معادلات

التأين الذاتي للماء:

\[ \mathrm{H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)}} \]

تفكك ملح الطعام (ذوبان):

\[ \mathrm{NaCl_{(s)} \xrightarrow{H_2O} Cl^-_{(aq)} + Na^+_{(aq)}} \]

التحلل المائي للأملاح (التميؤ) معادلات

القانون العام:

\[ \text{ملح (صلب)} + \text{ماء (سائل)} \rightleftharpoons \text{حمض} + \text{قاعدة} \]

تميؤ الملح الحمضي (NH₄Cl) → pH < 7:

\[ \mathrm{NH_4Cl_{(s)} + H_2O_{(l)} \rightarrow NH_4OH_{(aq)} + H^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}} \]

تميؤ الملح القاعدي (NaHCO₃) → pH > 7:

\[ \mathrm{NaHCO_{3(s)} + H_2O_{(l)} \rightarrow Na^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)} + H_2CO_{3(aq)}} \]

البناء الضوئي وتحمض المحيطات معادلات

البناء الضوئي:

\[ \mathrm{ 6CO_2 + 12H_2O \xrightarrow[\text{الكلوروفيل}]{\text{ضوء الشمس}} C_6H_{12}O_6 + 6H_2O + 6O_2 } \]

تكوين حمض الكربونيك (تحمض المحيطات):

\[ \mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3} \]

فيزيائي الكثافة - الحرارة - الضغط

الكثافة والطفو قوانين

\[ \rho = \frac{m}{V} \]

● كثافة الماء العظمى عند 4°C = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.
● شذوذ الماء: يتمدد عند التبريد من 4°C إلى 0°C، فتقل كثافته.

الكثافة النسبية:

\[ \text{الكثافة النسبية} = \frac{\rho_{\text{المادة}}}{\rho_{\text{الماء عند } 4^\circ\text{C}}} \]

درجات الحرارة وكمية الحرارة قوانين

التحويل بين كلفن وسيليزيوس:

\[ T_{\mathrm{K}} = t_{^\circ\mathrm{C}} + 273 \]

كمية الحرارة المكتسبة أو المفقودة:

\[ Q_{th} = m \cdot c \cdot \Delta t \]

● \(Q_{th}\): الجول (J).
● \(m\): الكتلة (kg).
● \(c\): الحرارة النوعية (J/kg·°C).
● \(\Delta t = t_{\text{نهائية}} - t_{\text{ابتدائية}}\).

الضغط المائي قوانين

ضغط عمود الماء:

\[ P_{\text{water}} = \rho \cdot g \cdot h \]

● يزداد ضغط الماء طردياً مع الكثافة والعمق.
● معدل الزيادة: 1 atm لكل 10 أمتار عمق.

الضغط الكلي على الجسم تحت الماء:

\[ P_{\text{total}} = P_a + P_{\text{water}} \]

بالوحدات الجوية (atm):

\[ P_{\text{total}} (\text{atm}) = 1 + \frac{h}{10} \]

القوة الضاغطة:

\[ F = P \times A \]

حسابي مسائل محلولة بالخطوات

المسألة 1: كمية الحرارة للنحاس حرارة نوعية

النص: احسب كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 0.3 kg من النحاس من 20°C إلى 70°C، علماً بأن الحرارة النوعية للنحاس = 390 J/kg·K.

الخطوة 1 المعطيات: \(m = 0.3\text{ kg}\)، \(c = 390\ \text{J/kg}\cdot\text{K}\)، \(\Delta t = 70 - 20 = 50^\circ\text{C}\).

الخطوة 2 تطبيق القانون: \(Q_{th} = m \cdot c \cdot \Delta t\)

\[ Q_{th} = 0.3 \times 390 \times 50 = 5850\text{ J} \]

الإجابة: 5850 جول.

المسألة 2: تبادل الحرارة بين الألومنيوم والماء بقاء الطاقة

النص: قطعة ألومنيوم كتلتها 1200 g ودرجة حرارتها 80°C ألقيت في ماء، فأصبحت درجة الحرارة النهائية 40°C. احسب كمية الحرارة التي اكتسبها الماء. (c للألومنيوم = 900 J/kg·K، بفرض عدم تسرب حرارة).

الخطوة 1 تحويل الكتلة: \(m = 1200\text{ g} = 1.2\text{ kg}\).

الخطوة 2 حساب الحرارة المفقودة من الألومنيوم: \(\Delta t = 40 - 80 = -40^\circ\text{C}\).

\[ Q_{\text{Al}} = 1.2 \times 900 \times (-40) = -43200\text{ J} \]

الخطوة 3 بما أن الحرارة المفقودة = الحرارة المكتسبة (بقاء الطاقة): \(Q_{\text{ماء}} = -Q_{\text{Al}} = 43200\text{ J}\).

الإجابة: 43200 جول.

المسألة 3: الضغط الكلي عند عمق 100 متر ضغط مائي

النص: كائن حي بحري عند عمق 100 m تحت سطح البحر، احسب الضغط الكلي المؤثر عليه بوحدة atm.

الخطوة 1 استخدام الصيغة: \(P_{\text{total}} = 1 + \frac{h}{10}\).

\[ P_{\text{total}} = 1 + \frac{100}{10} = 1 + 10 = 11\text{ atm} \]

الإجابة: 11 ضغط جوي.

المسألة 4: حساب الكتلة من الكثافة كثافة

النص: كثافة الماء النقي عند 4°C = 1 g/cm³، ما كتلة 4 m³ من الماء عند تلك الدرجة بالكيلوجرام؟

الخطوة 1 تحويل الكثافة: \(1\text{ g/cm}^3 = 1000\text{ kg/m}^3\).

الخطوة 2 تطبيق قانون الكتلة: \(m = \rho \times V\).

\[ m = 1000 \times 4 = 4000\text{ kg} \]

الإجابة: 4000 كيلوجرام.

العودة إلى المراحل الدراسية