دالة الحالة State Function

دالة الحالة State Function : يمكن للماء أن يصل إلى درجة حرارة الغرفة من طريقين مختلفين إما بترك الثلج يذوب لدرجة حرارة الغرفة أو ترك الماء االساخن ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة ، و هنا نستطيع القول أن الطاقة الداخلية هي دالة الحالة، فهي تعتمد فقط على الحالة الحالية للنظام و ليس على المسار الذي سلكه النظام للوصول إلى تلك الحالة. و عليه فإن ΔE تعتمد فقط على E_initial و E_final ، و بصيغة أخرى فإن حالة الدالة تعتمد فقط على حالات المادة الإبتدائية و النهائية و ليس على كيفية استخدام الطاقة الداخلية ، و عليه فإن الحرارة و الشغل ليستا دالة للحالة .

 

أمثلة على مفهوم دالة الحالة State Function

فمثلا لو تم توصيل بطارية بمقاومة عالية و تم توصيل بطارية أخرى بنفس القوة بمروحة ، فلاحظ أن كلا البطاريتين تستهلكان الطاقة نفسها ، أي أن قيمة ΔE نفسها لم تتغير ، و لكن في حالة البطارية الأولى يكون استهلاك الطاقة على شكل حرارة ، بينما في الحالة الثانية يكون استهلاك الطاقة على شكل حرارة و شغل.

و الظروف التي تؤثر على الطاقة الداخلية تشمل درجة الحرارة و الضغط و أيضا الكمية الكلية للمادة في النظام لأن الطاقة خاصية توسعية.

و يمكن للتفاعلات الكيميائية أن تمتص أو تحرر طاقة و بالتالي يمكن لهذه التفاعلات أن ينتج عنها شغلا. فمثلا عندما يتفاعل الخارصين مع حمض الهيدوكلوريك عند ضغط ثابت ، فإنه ينتج عن التفاعل غاز الهيدروجين ، و يمكن لهذا الغاز أن يستغل لدفع المكبس مثلا . و يمكن تمثيل التفاعل كما يلي :

Zn_(s) + 2H⁺_(aq) → Zn²⁺_(aq) + H_2(g)

و يسمى الشغل الناتج عن التفاعل السابق باسم شغل الضغط-الحجم. و عندما يكون الضغط ثابنا فإن الشغل يحسب بالعلاقة التالية :

w = -PΔV

حيث P الضغط و ΔV التغير في حجم النظام ، حيث :

ΔV = V_final – V_initial

فعندما يتمدد الحجم تكون قيمة ΔV موجبة و قيمة w سالبة . فالطاقة تتحرر من النظام على صورة شغل و هذا يدل على أن الشغل مطبق من النظام على الوسط المحيط ، و لكن عندما يضغط الغاز فإن قيمة ΔV تكون سالبة.

 

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :