خواص المواد والوقود – اختبار المواد ومقارنة القيمة الحرارية

ماذا تعرض

تُختار المواد بحسب الخواص التي يتطلبها الاستخدام. فالفلزات مثل النحاس والألومنيوم جيدة التوصيل للكهرباء والحرارة، فتناسب الأسلاك وأواني الطبخ، أما البلاستيك والمطاط والزجاج والخشب فعوازل كهربائية وموصلات رديئة للحرارة، فتناسب المقابض وأغلفة الكابلات. ويمكن مقارنة الصلادة على مقياس موس بالخدش برأس فولاذي، ويصدأ الفولاذ في الهواء الرطب ما لم يُحمَ. وفي الوقود تمثل القيمة الحرارية q الطاقة المنطلقة من حرق كيلوجرام واحد، فتكون الحرارة المنطلقة Q = m·q؛ ويطلق الوقود الأحفوري طاقة كبيرة لكنه يطلق أيضًا CO₂.

طريقة الاستخدام

في وضع «اختبار خواص المواد» اختر «المادة المختبرة» و«الاختبار»، ثم اضغط «ابدأ الاختبار» وراقب المصباح أو الشمع المنصهر أو الخدش أو الصدأ. انقر صفوف الجدول الملخص لتبدّل المادة وتملأ الأعمدة الأربعة، ثم ناقش الأدوات اليومية التي تناسبها كل مادة. انتقل إلى «حرق الوقود ومقارنة القيمة الحرارية»، واختر «الوقود المحروق» و«كتلة الوقود المحروق»، وقارن الحرارة المنطلقة ولترات الماء المغلي وكمية CO₂ الناتجة.

المعاملات القابلة للتغيير

• المحتوى اختبار خواص المواد, حرق الوقود ومقارنة القيمة الحرارية
• المادة المختبرة النحاس, الألومنيوم, الفولاذ (الحديد), البلاستيك, الزجاج, الخشب, المطاط
• الاختبار التوصيل الكهربائي (توصيلها في دائرة بها مصباح), التوصيل الحراري (تسخين طرف قضيب), الصلادة (الخدش برأس فولاذي), الصدأ أو التلف في الرطوبة
• الوقود المحروق حطب جاف (q = 10 MJ/kg), فحم حجري (q = 27 MJ/kg), كحول، إيثانول (q = 27 MJ/kg), كيروسين (q = 44 MJ/kg), بنزين (q = 46 MJ/kg), غاز البترول المسال LPG (q = 46 MJ/kg)
• كتلة الوقود المحروق 0.5–5 kg

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تُصنع مقابض القدور عادةً من البلاستيك أو الخشب لا من الفلز؟
2. أي وقود في المحاكاة يطلق أكبر حرارة لكل كيلوجرام، وأيها يطلق أقل حرارة؟
3. إلى جانب القيمة الحرارية، ما المعايير الأخرى التي ينبغي مراعاتها عند اختيار الوقود؟