إدارة عامة
أٹأ‡أ‘أأژ أ‡أ،أٹأ“أŒأأ،: May 2008
أ‡أ،أ£أ”أ‡أ‘أںأ‡أٹ: 18,490
أ£أڑأڈأ، أٹأأأأ£ أ‡أ،أ£أ“أٹأ¦أ¬:
10
امتحان الفصل الاول : الموضوع : العلوم التكنولوجية 894101
امتحان الفصل الاول : الموضوع : العلوم التكنولوجية 894101
تعليمات للممتحن
أ- مدة الامتحان 1.5 ساعة.
ب- مبنى نموذج الأسئلة وتوزيع الدرجات :
في هذا النموذج 3 مهمتات الجليد الجاف كارثة البروم والبرج الشمسي تحتوي على 9 اسئلة:
اختار 5 اسئلة من 1-9 عليك الاجابة عن 5 أسئلة فقط.
لكل سؤال 20 علامة
تعليمات خاصة
1. اكتب بخط واضح ومرتب ومفهوم.
2. تمعن في النموذج: تعرف إلى اجزائة وبعد ذلك اجب عن الأسئلة حسب الترتيب الذي ترتئي.
3. كل سؤال مرفق بالمعطيات لحله. إذا نقص في رأيك معطى, فأكمله حسب اعتبارك واستعن به لحل السؤال. سجل في أجابتك المعطى الذي اخترته.
4. عند الإجابة عن سؤال حسابي اعرض مراحل الحل بالتفصيل واشرحها باختصار. الحصول على معظم النقاط (الدرجات) مشروط باستيفاء هذا الطلب.
5. إذا زاد عدد الأسئلة التي سيتم فحصها . سيفحص الممتحن الامتحان كله وسيختار الأجوبة الأفضل, حسب عدد الأسئلة الإجبارية في كل فصل.
بالنجاح
سؤال 1
الجليد الجاف
أرادت الشركة الأمريكية لصناعة الجليد الجاف (سنة 1927) الزيادة في تسويق هذا الجليد، لذا قامت بنشر الإعلان الاَتي:
إذا كانت لديك مشاكل في التبريد، فافحص إمكانية استعمال الجليد الجاف! فسيوفر لك استثماراً كبيراً.
وصف المنتوج:
"الجليد الجاف" هو الحالة الصلبة لثاني أكسيد الكربون (الموجود في حالة غازية في جميع المشروبات الغازية)، فهو يشبه جليد الماء لكنه أكثر برودة، يتحول الجليد الجاف إلى غاز في درجة حرارة -80oC تقريباً بوتيرة بطيئة جداً. هذا الغاز أثقل من الهواء.
حسنات المنتوج:
لا يؤدي إلى سيلان، البخار الذي ينتج منه هو غاز جاف غير خطر، يساعد الجليد أيضاً على منع تلاشي المواد بسرعة عند إرسالها في البريد السريع أو في صناديق ورقية تستعمل لمرة واحدة التي لا يوجد فيها ماء ولا رطوبة، لذا لا يتضرر الغرض الذي نرسله في البريد.
ماذا سنوفر نتيجة لاستعمال الجليد الجاف؟
الوزن – كمية البوظة المغلفة جيداً بواسطة الجليد الجاف، ستزن ربع وزنها في طرق التبريد العادية.
التآكل- يوجد توفير بتآكل صناديق التبريد ووسائل النقل بسبب عدم وجود رطوبة.
توفير تكاليف النقل- التغليف والرزم الخفيف المستعمل لمرة واحدة، سيوفر مشاكل، مثل: الضياع، التخزين، وتجميع الصناديق الفارغة.
فمثلاً عندما نضع كيساً من ورق يحتوي على 2 كغم جليد جاف فوق كرتونة بوظة تحتوي على 20 لتر من البوظة، فإن البوظة تبقى صلبة لمدة زمنية أكثر من 18 ساعة.
مدة الاستخدام- يحافظ الجليد الجاف على درجة حرارة منخفضة لمدة زمنية طويلة. فإذا وضعنا جليداً جافاً في صندوق مغلق ومعزول جيداً عن المحيط، فإن الجليد سيفقد من وزنه بنسبة 10% تقريباً كل 24 ساعة.
سؤال 1
أدخَلوا إلى صندوق مغلق ومعزول جيداً عن المحيط 20 كغم من الجليد الجاف، لكي يمنعوا من تلف الغذاء في درجة حرارة الغرفة. كم كغم ستصبح كتلة الجليد الجاف الموجود في الصندوق بعد 24 ساعة؟
أ. 20 كغم
ب. 18 كغم
ج. 16 كغم
د. 10 كغم
سؤال 2
قرر جمال أن يقدم في حفلة نهاية السنة الدراسية عرضاً سحرياً، فأخذ علبة بلاستيك صغيرة تُستخدم لتخزين فيلم التصوير، ثم أدخل إلى العلبة – دون أن يرى التلاميذ- قطعة جليد جاف وأغلقها جيداً، ووضع العلبة المغلقة وسط الطاولة، ثم وعد أصدقاءه بأنه سيفتحها بواسطة كلمات سحرية غريبة، دون أن يلمسها، فقام بتقديم كلماته السحرية الغريبة، وفجأةً طار غطاء العلبة لارتفاع 3 أمتار تقريباً.
ما هو السر السحري الذي استعمله جمال؟ اشرحوا إجاباتكم معتمدين على الموديل الجسيمي.
سؤال 3
أمامكم جزء من رسم بياني يصف الحالات التراكمية الثلاث لثاني أُكسيد الكربون في ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. النقطة الثلاثية (X) هي النقطة التي تكون فيها المادة في حالاتها التراكمية الثلاث، حيث تكون هذه الحالات بصورة متوازنة. تصف الخطوط البيانية الظروف التي تنتقل فيها المادة بين الحالات التراكمية المختلفة، فمثلاً الخط المشار إليه بـ "صلب + سائل" – يمثل الظروف التي تتواجد فيها حالتا الصلب والسائل في حالة توازن.
عُينت على الرسم البياني النقاط: X، A، B، C، D. أكتبوا في الجدول درجة الحرارة، الضغط، والحالة التراكمية لثاني أُكسيد الكربون في كل نقطة من النقاط التي ذُكِرت. استعينوا بالجدول الآتي:
النقطة الضغط
(اتموسفيري) درجة الحرارة
(oC) حالة أو حالات المادة التراكمية
A
B
C
D
X صلب، سائل، غاز
كارثة البروم
في 5 آذار من عام 1983، انقلبت شاحنة ثقيلة على شارع العرابا, وكانت محملة بزجاجاتٍ كبيرة من سائل البروم، في ذلك اليوم كانت درجة حرارة الجو حوالي C0 26. هذا الحادث أودى بحياة السائق، وتسبب في كسر بعض الزجاجات، مما أدى الى انتشار البروم في الهواء الى مسافات بعيدة. فأغلقت الشرطة الشارع أمام حركة السير لساعات عديدة. لكن القلق بقي يراود الأهالي القاطنين في البلدات المجاورة (حتى بعد مغادرة الشاحنة والحمولة) حيث ظلوا يتساءلون: هل يمكن لكمية البروم التي انتشرت في الهواء أن تسبب أضرارا لهم أو لمحاصيلهم الزراعية؟
فيما يلي بعض المعلومات عن عنصر البروم:
الصيغة الكيماوية: Br2 العائلة: الهالوجينات
حالة المادة: سائل (في درجة حرارة الغرفة) اللون: بني - أحمر
درجة الانصهار: -70C درجة الغليان: 590C
الأخطار الصحية: مادة سامة، تؤذي انسجة الجسم، وتسبب الحروقات وتهييج الاذن، الحلق، الجلد والعينين (حتى في تركيز منخفض).
التفاعلات الشائعة: شديد التفاعل - يتفاعل مع العديد من العناصر والمركبات.
الاستعمالات: الاستعمال الرئيسي - مادة لإنتاج مركبات البروم في الصناعة والزراعة.
الاستعمال الثانوي- لتعقيم المياه.
سؤال4
يصف الجدول الموجود أمامكم درجات حرارة الانصهار والغليان لعناصر من عائلة الهالوجينات، ما هي الحالة التراكمية لكل عنصر في درجة حرارة 220C في البلاد، وفي درجة حرارة 220C – في الاسكا.
اكتبوا اجاباتكم في الجدول: معطيات عن عناصر من مجموعة الهالوجينات:
اسم العنصر درجة حرارة الانصهار0C درجة حرارة الغليان0C الحالة التراكمية في البلاد (بدرجة حرارة220C) الحالة التراكمية في الاسكا (بدرجة حرارة -200C)
كلور – Cl2 100- 35-
بروم – Br2 7- 59
يود – I2 113 184
سؤال 5
نُمثل ذرة الكلور بالشكل .
أي رسمة من الرسمات الاتية، تُعبر عن الصندوق الذي يحتوي على غاز الكلور فقط.
أشيروا إلى الإجابة الصحيحة: الرسمة أ، ب، ج، د.
ألرسمة أ ألرسمة ب ألرسمة ج الرسمة د
البرج الشمسي
احد الحلول المقترحة في نطاق البحث عن مصادر طاقة بديلة, هو استغلال الطاقة الشمسية. ويعتبر البرج الشمسي في معهد وايزمن احد طرق استغلال الطاقة الشمسية. البرج الشمسي عبارة عن منشأة تعمل على تجميع اشعة الشمس الساقطة على مرايا كثيرة الموجودة في مساحة كبيرة.
في هذا البرج يمكن تحويل اشعة الشمس المنعكسة الى انواع اخرى من الطاقة, يصل مجمل مساحة المرايا الى حوالى 3500 متر مربع.
سؤال 6
تتيح لنا القدرة على استغلال اشعة الشمس المنعكسة والمركّزة على البرج الشمسي الوصول الى درجات حرارة عالية, لتمكننا من إنتاج الكهرباء.
احدى الوسائل المستعملة لهذا الغرض هي تسخين هواء مضغوط بواسطة اشعة الشمس، ليصل الى درجة حرارة حوالى 1400 درجة مئوية في منشأة خاصة. هذه المنشأة موجودة في فراغ معزول عن المحيط الخارجي، لتقليل تسرب الحرارة الى المحيط. يُمرَّر الهواء المضغوط الى طوربينه والتي بدورها تدير مولّدا نحصل منه على الطاقة الكهربائية.
قارنوا (اوجه الشبه والاختلاف) بين هذه المنظومة وبين المحطات الكهروحرارية التي تعمل بواسطة الوقود (كالنفط, الفحم او الغاز الطبيعي).
سؤال 7
يهدف احد الابحاث الذي يُجرى في البرج الشمسي في معهد وايزمن الى ايجاد وقود بديل للوقود المستخرج من باطن الارض, بحيث لا يلوث المحيط (البيئة).
احد الاقتراحات المقدمة هو استخدام الهيدروجين كوقود: 2H2 + O2 ---> 2H2O
يؤدي هذا التفاعل الى اطلاق كمية كبيرة نسبيا من الطاقة (كمية الطاقة التي نحصل عليها عندما نحرق كيلوغراما من الهيدروجين اكبر بثلاثة اضعاف من كمية الطاقة التي نحصل عليها عندما نحرق كيلوغراما من البنزين)، أي انه يمكن ان نستخدم الهيدروجين كوقود عملي ومفيد.
بناء عليه, تلح الحاجة الى إنتاج الهيدروجين. إذ يمكن الحصول عليه بواسطة تحليل الماء الى هيدروجين واكسجين، في عملية معاكسة للعملية التي يتم فيها استخدام الهيدروجين كوقود. عملية التحليل الآنفة تستهلك كمية كبيرة من الطاقة. ويعمل احد الابحاث الذي يُجرى في البرج الشمسي على ايجاد طرق لاستغلال الطاقة الشمسية المنعكسة نحو البرج الشمسي لتحقيق هذا الغرض.
ضعوا علامة جانب العبارة (من العبارات الاربع التالية) التي تعتبرونها صحيحة، أشيروا الى العبارة التي ترونها صحيحة والتي تؤيد توظيف الاموال للاستمرار في هذا البحث:
أ. منظومة تزويد الطاقة التي تعمل على الهيدروجين لا تلوث المحيط. فنحن نبدأ بالماء وننتهي بالماء، بدون أي منتوج ثانوي.
ب. يمكن استخدام منظومة البرج الشمسي للحصول على الهيدروجين من الماء في العديد من المناطق في العالم.
ج. يعتبر الهيدروجين مادة سريعة الاشتعال، وتفاعله مع الاكسجين قد يؤدي الى حدوث انفجار.
د. يمكن ان ننقل غاز الهيدروجين عند تحليل الماء، عبر انابيب او صهاريج لاي مكان نحتاجه فيه.
سؤال 8
يدعي عادل ان قضية استخدام الهيدروجين كوقود غير منطقية، لإننا نجري نفس العملية باتجاهين. في البداية نحن نبذل الطاقة لتحليل الماء، للحصول على الهيدروجين, ومن ثم نستخدم الهيدروجين والاكسجين للحصول على الطاقة ويعود الماء ليتكون من جديد. ويقول انه بناء على قانون حفظ الطاقة لا يمكن انتاج الطاقة من العدم (من لا شيء). لهذا فاننا لا نربح طاقة وبالتالي فانه من غير المستحسن اجراء هذه العملية. هل تعتبرون أقوال عادل صحيحة؟ عللوا إجابتكم.
سؤال 9
تصل قدرة اشعة الشمس التي تسقط في الظهيرة (حيث تكون الاشعة عمودية تقريبا على الارض) على مساحة متر مربع الى إنتاج كيلوواط واحد (1000 واط والذي هو عبارة عن 1000 جاول في الثانية). لنفترض ان نجاعة هذه المنظومة تصل الى 50% (أي ان نسبة 50% من اشعة الشمس يتم امتصاصها في البرج الشمسي وتتحول الى حرارة).
احسبوا ما هي كمية الطاقة الكلية التي يمكن استغلالها على مدار ساعة (3600 ثانية) وقت الظهيرة بواسطة البرج الشمسي في معهد وايزمن. استعينوا بالمعطيات العددية الواردة في القطعة اعلاه، واشيروا الى الاجابة الصحيحة من بين الاجابات التالية:
أ. 6300000000 جاول. ب. 3500 جاول.
ج. 1750000 جاول. د. 12600000000 جاول.
ه. 3600 جاول.
سؤال 1
قارنوا (اوجه الشبه والاختلاف) بين هذه المنظومة وبين المحطات الكهروحرارية التي تعمل بواسطة الوقود (كالنفط, الفحم او الغاز الطبيعي).
الحل
تتشابه المحطة الكهروحرارية
الطوربينة والمولد الكهربائي تتشابه مع البرج الشمسي في
الطوربينة والمولد الكهربائي
تختلف في مصدر الطاقة هو حرق الوقود والبخار هو المحرك للطوربينة تختلف في مصدر الطاقة هو الشمس الهواء المضغوط بدرجة حرارة عالية فهو المحرك للطوربينة
سؤال 2
الحل هو أ - ب - د
أ. منظومة تزويد الطاقة التي تعمل على الهيدروجين لا تلوث المحيط. فنحن نبدأ بالماء وننتهي بالماء، بدون أي منتوج ثانوي.
ب. يمكن استخدام منظومة البرج الشمسي للحصول على الهيدروجين من الماء في العديد من المناطق في العالم.
د. يمكن ان ننقل غاز الهيدروجين عند تحليل الماء، عبر انابيب او صهاريج لاي مكان نحتاجه فيه.
سؤال 3
أ) أقوال عادل صادقة لاته: لانه لا يمكن ان تربح طاقة بناء على قانون قانون حفظ الطاقةوان الطاقة لا تنتج من لا شيئ.
ب) أقوال عادل غير صادقة لانه حدث تحول للطاقة نتيجة استخدام طاقة الشمس لانتاج الهيدروجين الذي يستخدم كمصدر للوقود, أي اننا نحول الطاقة الشمسية الى طاقة مستغلة.
سؤال 4
القانون كمية الطاقة الكلية على مدار ساعة= كمية الطاقة = الطاقة*المساحة* الزمن*النجاعة
الحل: 3500*3600*1000*0.5= 6300000000 جاول
منقول للفائدة والعلم
__________________
[flash=http://download.mrkzy.com/u/2813_3ab0803db20d1.swf]WIDTH=650 HEIGHT=400[/flash]
في هذا المنتدى سينزف قلمي بحبرين .. إن نزف بكلمات أغتنمت لون البحر
لكانت كلمات من تعابير قلمي البسيط .. وإن أغتنمت كلماتٍ لون الورد
لكانت كلمات مما يُراق لي ..
07-24-2008, 12:41 PM
أٹأڑأ،أأ£أ‡أٹ أ‡أ،أ£أ”أ‡أ‘أںأ‰
أ‡أ،أ£أ¦أ‡أ–أأڑ أ‡أ،أ£أٹأ”أ‡أˆأ¥أ¥
أ‡أ،أڑأ‘أ– أ‡أ،أ”أŒأ‘أ