اساسيات الديناميكا الحرارية

» الدكتور غازي ياسين القيسي
عدد الصفحات: 318
نوع التجليد: كرتونية
رقم الطبعة: 2
لون الطباعة: اسود
القياس (سم): 17x24
الوزن (كغم): 0.635
الباركود: 9789957063306
السعر : 17.50 $

تتعامل الديناميكا الحرارية مع مفاهيم الحرارة ودرجة الحرارة وكما سنرى انها ناجحة جدا في توضيح الخواص الحجمية للمادة والعلاقة بين هذه الخواص وميكانيكا الذرات والجزيئات.

تزامن تطور الديناميكا الحرارية تاريخياً مع تطور النظرية الذرية للمادة فلقد هيأت التجارب الكيميائية في العشرينات من القرن الثامن عشر الادلة الدامغة لوجود الذرات وادرك العلماء حينها وجود علاقة بين نظرية الحرارة ودرجة الحرارة و بنية المادة . في عام 1827 اعلن روبرت براون الحركة العشوائية من مكان لآخر لحبوب الطلع العالقة في سائل وكانها تحت اهتزاز ثابت. في عام 1905 استعمل اينشتين النظرية الحركية في توضيح سبب هذه الحركة العشوائية والتي تسمى اليوم بالحركة البراونية. اوضح اينشتين هذه الظاهرة بافتراضه ان الحبيبات تكون عرضة لتصادمات ثابتة بوساطة جزيئات " غير مرئية " في السائل تتحرك هي  بعشوائية. لقد اعطى هذا التفسير العلماء نظرة في الحركة الجزيئية وتصديقاً لفكرة ان المادة مكوّنة من ذرات. وبذلك يكون قد تحدد رابط بين مايحصل يومياً في عالمنا ولبنات البناء الدقيقة غير المرئية المكوّنة لهذا العالم.

لقد عرضت الديناميكا الحرارية اسئلة اكثر عملية كذلك فهل انتابك الاستغراب في كيفية قيام البرّاد (الثلاجة) تبريد محتوياتها واي نوع من انواع التحولاّت تحدث في محطة القدرة الكهربائية او في ماكنة السيارة او ماذا يحصل للطاقة الحركية لجسم يتحرك عندما يصبح هذا الجسم ساكناً؟ توفر قوانين الديناميكا الحرارية ومفاهيم الحرارة ودرجة الحرارة كل هذه الاجابات. وفي العموم تتعامل الديناميكا الحرارية مع تحولات المادة في جميع حالاتها الصلية والسائلة والغازية.

في هذا الكتاب و بعد ان يعرض علينا الفصل الاول مفاهيم اساسية تخص نظام الوحدات والابعاد وتحليلها وطرق التبادل بينها سنتابع  الفصل الثاني مفهوم درجة الحرارة ومقاييسها المتنوعة والتمدد الحراري للمواد الصلبة والسوائل مع وصف عياني للغاز المثالي لننتقل بعد ذلك الى الفصل الثالث الذي يعرض مفهوم الحرارة والطاقة الداخلية والحرارة النوعية وقياس كمية الحرارة والحرارة الكامنة والشغل والحرارة في عمليات الديناميكا الحرارية كما ويعرض الفصل القانون الاول للديناميكا الحرارية وبعض تطبيقاته، اما الفصل الرابع فيعرض النموذج الجزيئي للغاز المثالي والحرارة النوعية المولارية والعمليات الاديباتية له لنصل الى الفصل الخامس الذي يتناول المكائن الحرارية والانتروبيا والقانون الثاني للديناميكا الحرارية مستعرضين العمليات الانعكاسية وغير الانعكاسية وماكنة كارنو ومكائن الجازولين والديزل ونختم الفصل بنظرة مجهرية للانتروبيا.

  أملي ان يسهم هذا الحرف العربي المدونة به صفحات هذا الكتاب مما قد تم جمعه من اساسيات في الديناميكا الحرارية اعتماداً على اخر الاصدارات العالمية من كتب ونشريات وفي مقدمة هذه الاصدارات كتاب رايموند سيروي الموسوم" الفيزياء للعلوم والهندسة مع الفيزياء الحديثة" اصدار عام 2004 وكتاب كاري بوكوالتر الموسوم " الفيزياء" بما يعزز استيعاب المبادىء الاساسية لهذه العلوم خصوصا في العدد الكبير من الامثلة المحلولة والاسئلة التي تمت الاجابة عليها في متن كل فصل من فصول الكتاب اضافة الى ملاحظات وجب التنويه اليها لما قد تسببه من خلط مع مفاهيم اخرى.

1. مفاهيم أساسية Fundamental concepts

    طبيعة الديناميكا الحرارية

    القياس

    الوحدات والأبعاد

    بعض الوحدات الثانوية المشتقة

    تحليل الأبعاد

    تحويل الوحدات

    التخمينات وحسابات مرتبة المقدار

    الأرقام المعنوية

    الترميز العلمي وقوة

    أسئلة

    تمارين

2. درجة الحرارة Temperature

    درجة الحرارة والقانون الصفري للديناميكا الحرارية

    المحارير ومقياس درجة الحرارة المئوي

    محرار الغاز ثابت الحجم ومقياس درجات الحرارة المطلقة

    التمدد الحراري للجوامد والموائع

    الوصف العياني للغاز المثالي

    أسئلة

    تمارين

3. الحرارة وقانون الديناميكا الحرارية الاول Heat and the first law of thermodynamics

    الحرارة والطالة الداخلية

    الحرارة النوعية وقياس الحرارة

    الحرارة الكامنة

    الشغل والحرارة في عمليات الديناميكا الحرارية

    القانون الاول للديناميكا الحرارية

    بعض تطبيقات القانون الاول للديناميكا الحرارية

    ميكانيكية انتقال الطاقة

    أسئلة

    تمارين

4. النظرية الحركية للغازات

    النموذج الجزيئي للغاز المثالي

    الحرارة النوعية المولارية لغاز مثالي

    العمليات الاديباتية ( الكاظمة للحرارة) للغاز المثالي

    الفصل المتساوي للطاقة

    قانون توزيع بولتزمان

    توزيع  الانطلاقات الجزيئية

    معدل المسار الحر

    أسئلة

    تمارين

5. المكائن الحرارية والانتروبي والقانون الثاني للديناميكا الحرارية

    المكائن الحرارية والقانون الثاني للديناميكا الحرارية

    البرّادات والمضخات الحرارية

    العمليات الانعكاسية وغير الانعكاسية

    ماكنة كارنو

    مكائن الكازولين والديزل

    الانتروبيا

    تغيّرات الانتروبيا في العمليات غير الانعكاسية

    المقياس المجهري للانتروبيا

    أسئلة

    تمارين 

الملاحق