top of page
قال رسول الله صلى الله عليه وسلم :اذا مات العبد انقطع عمله الا من ثلاث صدقة جارية او علم ينتفع به او ولد صالح يدعو له
باسم الله الرحمان الرحيم
الدرس الاول
التحولات السريعة والتحولات البطيئة لمجموعة كيميائية
Transformations rapides et transformation lentes d'un systéme chimique
1-تذكير بالمزدوجات مخترل/مؤكسد:Rappel sur les couples oxydant /reducteur
a-تعاريف:Defnition
تفاعل الاكسدة-اختزال تفاعل يتميز بانتقال الالكترونات بين متفاعلين:المؤكسد والختزل.
المؤكسد نوعكيميائي قادر كسب الكترون او اكثر.
الختزل نوع كيميائي قادر على فقدان الكترون او اكثر.
La reaction d'oxydo-reduction se caracterise par le transfert d'electrons entre deux reactifs:l'oxydant et le reducteur.
L'oxydant est une espece chimique cappable de capter un electron ou plus.
Le reducteur est une espece chimique cappable de ceder un electron ou plus.
b-معادلة تفاعل الاكسدة- اختزال:Equation de la reaction d'oxydo-reduction
الاكسدة فقدان للالكترونات والاختزال اكتساب للالكترونات.الاكسدة والاختزال ظاهرتان متلازمتان.
تفاعل الاكسدة -اختزال انتقال الكترونات من مختزل red1 لمزدوجة ox1/red1 الى مؤكسد ox2 لمزدوجة اخرىox2/red2
انطلاقا من نصفي المعادلة يمكن تمثيل التحولين حسب وقوعهما:
- المتفاعل red1 مختزل يفقد اذنn1 اكترون:
xn2 Red1 →ox1 +n1e
-المتفاعل ox2 يكتسب اذن n2 الكترون:
xn1 Ox2 +n2e→ red1
المعادلة الحصيلة لتفاعل الاكسد والاختزال هي:
n2red1 +n1ox2→n2ox2 + n1red2
L'oxydation est une perte d'electerns et la reduction est un gain d'electrons.l'oxydation et la reduction sont deux phenoménes simultanées.
La reaction d'oxydo-reduction est un transfert d'elecrons du red1 d'un couple ox1/red1à un oxydant ox2 d'un couple ox2/red2.
à partir des deux demi- equations on peut representer les deux transformations slon leurs production(voir si-dessu)
c-التحولات السريعة:Les transformations rapides
التحولات السريعة هي التي تحدث في وقت وجيز,بحيث لايمكننا تتبع تطورها بالعين او باجهزة القياس المعتادة والمتوفرة في المختبر.
Les transformations rapides sont ceux qui se produisent dans une courte durée,de tel sorte qu'on ne peut pas suivre leurs evolution à l'oeil nu ou avec les outils de mesure habituel et qui disponibles au laboratoire.
d-التحولات البطيئة:Les transformations lentes
التحولات البطيئة هي التي تسغرق من عدة ثوان الى عدة ساعات,بحيث يمكن تتبع تطورها بالعين او باجهزة القياس المتوفرة في المختبر.
Les transfoemations lentes sont ceux qui durent de quelques secondes à quelques heures de tel sorte qu'on peut suivre leurs evolution à l'oeil nu ou avec des outils de mesues disponibles au laboratoire.
e-العوامل الحركية:Les facteurs cinetiques
تتعلق مدة تحول بعوامل تسمى عوامل حركية ,نذكر منها التركيز البدئي للمتفاعلات ودرجة الحرارة وطبيعة الوسط ووجود حفازات.
*التركيز البدئي للمتفاعلات:La concentration initiale des reactifs
كلما كان التركيز البدئي لمتفاعل اكبر كلما كان تطور التحول اسرع.
Plus que la concentration de la concentration inltlale est grande ,plus que l'evolution de la transformation est rapide.
*درجة الحرارة:La temperature
بصفة عامة,كلما كانت درجة حرارة الوسط التفاعلي مرتفعة كلما تم التوصل الى الحالة النهائية للتحول خلال مدة اقل.
En general,plus que la temperature du milieu reactionnel est elevée ,plus que l'etat final de la transformation est atteint dans une coute durée.
f- ترجم النص التالي:
Lors d’une transformation chimique, le passage de l’état initial (mélange des réactifs) à l’état final (mélange des produits) nécessite un temps plus ou moins long. En effet, tout système siège d’une réaction évolue à une vitesse qui lui est propre. L’étude de l’évolution temporelle des systèmes chimiques constitue la cinétique chimique.
La cinétique s’emploie donc à étudier la durée d’évolution des systèmes chimiques. Pour ce faire, on mesure la durée de formation d’une quantité donnée d’un produit ou la durée de disparition d’une quantité donnée d’un réactif. Si la transformation étudiée s’accompagne d’un changement de couleur ou d’aspect, le suivi de la réaction est réalisable à l’œil nu. Par contre, si aucun changement visible ne se manifeste, le recours à des méthodes de mesure plus complexes est nécessaire. Différentes techniques, comme le titrage, la spectrophotométrie ou la conductimétrie sont couramment utilisées.
Du point de vue cinétique, on distingue trois catégories de réactions chimiques :
- Des réactions quasi-instantanées, dont la durée d’évolution est inférieure ou égale à la durée de persistance rétinienne (environ un dixième de seconde). Une telle rapidité rend l’étude cinétique plus complexe. C’est le cas par exemple de la plupart des réactions acido-basiques.
- Des transformations lentes, qui ont lieu sur des durées s’étalant de quelques secondes à quelques heures. Les techniques de mesures courantes sont alors facilement applicables.
- Des transformations extrêmement lentes, dont la durée de réaction est supérieure à une journée. La formation de la rouille (oxydation lente du fer) ou le vieillissement des vins en sont des exemples.
-ترجمة النص:
اثناء تحول كيميائي,يحتاج المرور من الحالة البدئية(خليط المتفاعلات) الى الحالة النهاية(خليط النواتج) الى زمن متوسط.وهكذا ,كل مجموعة في تفاعل تتطور بسرعة خاصة بها.وتكون دراسة الزمني للمجموعات الكيميائية الحركية الكيميائية.
الحركية تستعمل اذن لدراسة مدة المجموعات الكيميائية. ولهذا نقيس مدة تكون كمية معينة من ناتج او مدة اختفاءكمية معينة من متفاعل,اذا كان التحول المدروس يصاحبه تغير في اللون او المظهر,ينجز تتبع التفاعل بالعين المجردة,اما اذا لم يظهر اي تغيرمشاهد,فيكون اللجوء الى طرق قياس اكثر تعقيدا ضروريا.مختلف الطرق,مثل المعايرة,قياس الطيف الضوئي او قياس المواصلة فتكون غالبا مستعملة.
من وجهة نظر الحركية ,نميز ثلاث انواع من التفاعلات الكيميائية:
-تفاعلات شبه لحظية,مدة تطورها تكون اصغراو تساوي مدة استمرارية الرؤية. هذه السرعة تجعل الحركية اكثر تعقيدا.كحالة اغلب التفاعلات الحمضية- القاعدية مثلا.
-تحولات بطيئة,التي تحدث في مدد زمنية تتراوح بين تضع ثوان الى بضع ساعات.طرق القياس المستعملةغالبا تكون سهلة التطبيق.
التحولات البطيئة جدا التي تكون لها مدة التفاعل اكبرمن يوم.مثلا كتكون الصدا (الاكسدة البطيئة للحديد) او تقادم الخمور.
الدرس الثاني
التتبع الزمني لتحول كيميائي-سرعة التفاعل
suivi temporel d' une transformation chimique-vitesse de reaction
1-الطرق المستعملة في الحركية الكيميائية: :Methode utilisées en cinetique chimique
A-طرق فيزيائية وكيميائية:Methode physiques et chimique
تهدف الحركية الكيمائية الى تتبع تطور تحول كيميائي,وخاصة الى تحديد التقدم x بدلالة الزمن.لهذا الغرض تعتمد طرق فيزيائية وكيميائية.
La cinetique chimique a pour but le suivi de l'evolution d'une transformation chimique ,surtout à determiner l'avancement x en fonction du temp.pour ce faire on utilise des methodes et chimique.
a-طرق فيزيائية:Methodes physiques
يمكن استعمال طريقة فيزيائية عندما تكون بعض المقادير الفيزيائية القابلة للقياس في وسط تفاعلي مرتبطة بتركيز بعض الانواع الكيميائية المتواجدة في هذا الوسط.نذكر من بين الطرق:
*قياس المواصة(conductimetri):بالنسبة للاوساط التفاعلية التي تحتوي على ايونات تخضع لتحول,يمكن قياس الموصلية من تحديد تركيز هذه الايونات.
*قياسPH-metrie)PH):بالنسبة للاوساط التفاعلية التي تحتوي على ايونات الاوكسنيوم+ H3Oتخضع لتحول,يسمح قياس PH بتحديد تركيز هذه الايونات.
*قياس الحجم او الضغط: mesure de volume ou de pression:اذا كان التفاعل ينتج او يستهلك غازات.
*قياس الطيف الضوئي:يستعمل عندما يكون احد الانواع المتدخلة (متفاعل او ناتج)ملونا.
لقد اصبحت هذه الطرق تستعمل اكثر فاكثر للاسباب التالية:
-تنجز القياسات بصفة مستمرة.
-انها طرق سريعة.
-انها تستلزم كميات مادة ضعيفة.
تسمح الطرق الفيزيائية بتسجيل مستمر لتطور كمية مادةاو تركيزمتفاعل اوناتج خلال الزمن,دون تشويش على الوسط التفاعلي.
On peut utiliser une methde physique lorsque certaines grandeurs mesurables dans un milieu reactionnel sont liés à la concentration de quelques espéce chimiques existantes dans ce milieu.on cite parmis les methodes:
*La conductimetrie: pour les milieux reactionnel qui contiennent des ions qui subissent une transformation,la mesure de la conductivité permet de determiner la concentration de ces ions.
*Mesure de volume ou de pression: si la reaction produit ou consome des gaz.
*Spectrophotometrie:utilisée lorsque une rspéce intervenante (reactif ou produit) est colorée.
Ces methodes sont devenus utilisables de plus en plus pour les causes suivantes:
-elles effectuent les mesures de façon continu.
-se sont des methodes rapides.
-Elles necessitent peut de quantités de matiere.
Les methodes physiques permettent l'enredgitrement continu de l'evolution de la quantité de matiere ou la concentration d'un reactif ou d'un produit au cours du temp,sans perturber le milieu reactionnel.
B-طرق كيميائية:Methodes chimiques
ترتكز هذه الطرق على معايرة احد الانواع الكيميائية(متفاعل اوناتج)خلال التفاعل.انها سهلة غير انها تنطوي على بعض العيوب:
-يجب ان يكون تفاعل المعايرة سريعا امام التحول المدروس.
-تنجز الدراسة بصفة متقطعة.
- يجب انجاز اخيذات في الوسط التفاعلي او التوفر على عدة عينات.
وفي جميع الحالات تستعمل كميات مادة مهمة نسبيا.
لا تسمح الطرق الكيميائية بتسجيل مستمر لتطور كمية مادة او تركيز متفاعل اوناتج خلال الزمن.
ِCes methodes s'appuyent sur le dosage de l'un des especes chimiques(reactif ou produit)au cours de la reaction. elle est facile mais elle a quelques inconvegnents:
-L'etude est faite de façon discontinue.
-il faut effectuer des prelevements dans le milieu reactonnel ou avoir plusieurs echantillons.
Dans tous les cas on utilise des quantité de matiere relativement importantes.
Les methodes chimique ne permettent pas l'enregitrement continu de l'evolution de la quantité de matiére ou la concentration d'un reactif ou d'un produit au cours du temp.
a-المعايرة:Le dosage
انجاز المعايرة هو البحث عن كمية مادة نوع كيميائي في محلول,يدعى المتفاعل المعاير ,وذلك بجعله يتفاعل مع نوع آخر في محلول تركيزه معروف,يدعى المتفاعل المعاير.
يجب ان يكون تفاعل المعايرة:
-كليا:يستهلك فيه كليا المتفاعل المحد.
-سريعا:ينتهي لحظيا او بعد مدة جد قصيرة.
انتقائيا:لا يتفاعل النوع المعايرالمختارمع النوع المعاير.
يتم الحصول على التكافؤ عندما يمزج المتفاعلان(المعاير والمعاير)في نسب توافق المعاملات التناسبية.
عند التكافؤ تتغير طبيعة المتفاعل المحد,حيث يكون المتفاعل المعاير قبل التكافؤ,هو المتفاعل المحد,ويصبح المتفاعلالمعايرهو المتفاعل المحد,بعد التكافؤ.
Effectuer un dosage c'est la recherche de la quantité de matiére d'une espéce chimique dans une solution,appelé solution dosée,en le faison reagir avec une autre espéce dans une solution de concentration connue,appelé solution dosante.
La reaction du dosage doit étre:
-totale:le reactif limitant y totalement consomé.
-Rapide: il se termine instantanement ou aprés une courte durée.
-choisie:le reactif dosé choisi ne doit pas reagir avec l'espece dosante.on obtient l'equivalence lorsque les deux reactif(dosé et dosant) sont melangés dans des proportions qui correspondent aux coeficients stochiometriques.
à l'equivalence la nature du reactif limitant change,ou' le reactif dosant avant l'equivalence,est le reactif limitant,et le reactif dosant devient le reactif limltant,aprés l'equivalence.
لتعيين تركيز نوع كيميائي في وسط تفاعلي بواسطة معايرة,يتم,قبل هذه الاخيرة غطس الوسط التفاعلي. وهكذا تمكن المعايرة من تحديد دقيق لكمية مادة هذا النوع المتواجدة عند لحظة الغطس.
pour designer la concentration d'une espéce chimique dans un milieu reactionnel à l'aide d'un dosage,on trempe auparavant le milieu reactonnel.et ainsi le dosage permet de determiner precisiment la quantité de cet espéce existante au moment de la trempe.
b-السرعة الحجمية لتفاعل:La vitesse volumique de reaction
تعرف السرعة الحجمية vعند اللحظة t لتفاعل يحدث داخل حجم ثابتٍ Vبقيمة مشتقة التقدم x للتفاعل بالنسبة للزمن عند اللحظة t ,مقسومة على الحجمV.
On definit la vitesse volmique v à l'instant t d'une reaction qui se produit à linterieur d'un volume constant V par la valeur de la derivé de l'avancement x de la reaction par rapport au temps à l'instant t devisé sur le volume V.
c-تطور السرعة الحجمية خلال الزمن:L'evolution de la vitesse volumique au cours du temp
بصفة عامة تنقص السرعة الحجمية للتفاعل خلال الزمن. وهذا يفسر بكون تركيز المتفاعلات عامل حركي اي كلما انخفض تركيز المتفاعلات كلما اصبح التفاعل بطيئا ممايؤدي الى انخفاض السرعة الحجمية.
En general la vitesse volumique decroit au cours du temp.ceci s'explique par le faite que la concentration des reactifs est un facteur cinetique c.a.d plus que la concentration des reactifs decroit plus que la reaction devient lente ce qui conduit à la decroissance de la vitesse volumique.
2 -زمن نصف التفاعل:½t
Temps de demi-reaction
زمن نصف التفاعل½tهو المدة الضرورية لكي يصل التقدم xنصف قيمته النهائيةXf.اذا كان التحول كليا يوافق التقدم النهائي Xf التقدم الاقصى Xmaxاذن عند ½tيكون التقدم مساويا لنصف التقدم الاقصىXmax.
Le temps de demi-reactiont½ est la durée necessaire pour que l'avancement X soit la moitié de sa valeur finaleXf.si la transformation est totale l'avancementXf correspond à l'avancement maximal Xmaxdonc au temps t½ l'avancement est egal à la moitié de l'avancement maximal Xmax.
الدرس الثالث
التحولات الكيميائية التي تحدث في المنحيين
Les transformations chimiques s'effectuant dans les deux sens
1-التفاعلات الحمضية-القاعدية في محلول مائي:Reactions acido-basiques en solution aqueuse
a-المذيب والمذاب:Le solvant et le soluté
-المحلول المائي خليط متجانس ,ناتج عن اذابة نوع كيميائي او اكثر في الماء.
-يسمى الماء الذي يوجد بوفرة المذيب والنوع الذي تمت اذابته المذاب.
-La solution aqueuse est un melange liquide homogéne,resultant de la dissolution d'une espece chimique ou plus dans l'eau.
-L'eau qui se trouve en exé est appelé le solvant et l'espece qu'on a dissouest appelé
le soluté.
b-الاحماض والقواعد حسب برونشتد-لوري:Les acides et les bases selon Bronsted-Lowry
الحمض نوع كيميائي قادر على تحرير بروتون+H,والقاعدة نوع كيميائي قادر على تثبيت بروتون+H
L'accide est une espece chimique cappable de liberer un proton H+ et la base est une espece chimique cappable de fixer un proton H+.
2-PHمحلول مائي مخفف وقياسه:PH d'une solution aqueuse diluée et sa mesure
بالنسبة للمحاليل المائية المخففة,يعرف PHبالمقدارpH = -log [H3O+]lحيث يمثل[+ H3O]العدد الذي يقيس تركيز ايونات الاوكسنيوم في المحلول.
-ليس للمقدار PHوحدة.
-يمكن قياس PH من الحصول,بصفة غير مباشرة,على قياس تركيزايونات الاوكسنيوم بواسطة العلاقةH3O+] = 10-pH].
-يتغير PHوتركيزايونات [+H3O] في منحيين متعاكسين.
-لايصلح هذا التعريف الا للمحاليل المائية المخففة.
pour une solution aqueuse diluée ,on definit PH par la grandeur pH = -log [H3O+],ou'
[H3O+] represente le nombre qui mesure la conc
entration des ions oxonium dans la solution.
-La grandeur PH n'a pas d'unité.
-La mesure de PH permet,d'une façon indirect, de mesurer la concentration des ions oxonium à l'aide de la relation[ H3O+] = 10-pH.
-Le PH et la concentration d'ions[H3O+] varient dans les deus sens.
-cette definition n'est valable que pour les solutions aqueuse diluée.
3-قياس PH
-يمكن انجازقياس PH تقريبي لمحلول بواسطة ورق PHولانجازقياس ادق نستعمل مقياسPH.
-يتكون جهازPH-متر من مجس للقياس مرتبط بفولطمتر الكتروني مدرج "بوحدة"PH.
-يتكون مجس القياس من الكترودين مركبين:الكترود زجاجي والكترود مرجعي.
بعد تعيير الجهاز بواسطة محلول عيار ذي PHمعروف وضبط درجة الحرارة,نقرا مباشرة قيمة PH المحلول المدروس.
-On peut effectuer une mesure approchée du PH d'une solution à l'aide du papier PH et pour effectuer une mesure plus precise on utilise le PH-metre.
-Le PH-metre est constitué d'une sonde pour mesure liée à un voltmetre electronique gradué par"unité"PH.
-la sonde est constituée de deux electrodes combinée: un electrode en verre et un electrode de reference.
Aprés l'etalonnage à l'aide d'une solution standard à PH connu et ajuster la temperture,on lit dirrectement la valeur du PH de la solution etudiée.
4-نسبة التقدم النهائي لتفاعل:Teaux de l'avancement final d'une reaction
لمقارنة التقدم النهائي لتفاعل وتقدمه الاقصى نعرف مقدارا جديدا يسمى نسبة التقدم النهائي للتفاعل ويرمز له ب
ԏ= xfinal / xmax
-التقدم النهائيXf لتفاعل هو التقدم المقاس عند عدم ملاحظة اي تطورللمجموعة الكيميائية.
-التقدمالاقصى Xmax لتفاعل هو التفاعل عند الاستهلاك الكلي للمتفاعل المحد.
-عندما يختلف التقدم النهائي لتفاعل عن تقدمه الاقصى تكون المجموعة الكيميائية,مقر تحول ممكن,في حالة توازن ديناميكي,حيث تبقى تراكيز مكوناتها ثابتة خلال الزمن.
-Pour comparer l'avancement final et son avancement maximal on definit une nouvelle grandeur appelé le taux d'avancement de la reaction et on le symbolise par
ԏ= xfinal / xmax
-L'avancement final Xf d'une reaction est l'avancement mesuré lorsque on n' observe aucune evolution du systeme chimique.
-L'avancement maximal Xmax d'une reaction est la reaction quand le reactif limitant est totalement consomé.
- Lorsque l'avancement final se differe de son avancement maximal ,le systéme chimique qui est lesiége d'une transformation possible,est en etat d'equilibre dynamique, les concentrations de ses constituants reste constante au cours du temps.
5-التفسير الميكروسكوبي للتوازن الديناميكي
ان الكيانات الكيميائية المتواجدة في مائع تتحرك بسرعة وبصفة دائمة وعشوائية ,مما يجعلها تتصادم بتردد مرتفع.فكلما ارتفعت درجة الحرارة كلما زادت قيم سرعات الكيانات وتردد تصادماتها.
اذا اعتبرنا خليطا متكونا من جزيئاتA2و B2تمكن التصادمات المتعددة بين هذه الجزيئات من تحويلها الى جزيئاتAB. لكي يكون التصادم فعالا اي لكي تتكون الجزيئات AB,يجب كسر الرابطة A-A والرابطة B-B لتكون رابطتينA-B.ان كسر هذه الروابط يستلزم توفير كمية من الطاقة.عندما تكون عددالتصادمات الفعالة بين الدقائق المتفاعلة مساويا لعدد التصادمات بين الدقائق الناتجة ,يكون التوازن ديناميكيا.
Les entités chimiques existante dans un fluide se deplacent vite et de façon permanante et aleatoire ,de ce fait elles entrent en collision avec des frequence elevées.en effet plus la temperature est elevée plus les valeurs et les frequences des entités est grande.
Si on considere un melange constitué de molecules A2 et B2 les nombreuses chocs entre ces molecules permet de les transformer en molecules AB.pour que le choc soit efficace c.a.d pour que les molecules AB se forment ,il faut rompre la liaison A-A et la liaison B-B pour former deux liaisons A-B.la rupture de ces liaisons necessite un apport d'une quantité d'energie.lorsque le nombre de chocs efficaces entre les particules reagissantes est egal au nombre de chocs entre les particules produites alors l'equilibre est dynamique.
الدرس الرابع
حالة توازن مجموعة كيميائية
Etat d'equilibre d'un systeme chimiqie
1-خارج التفاعل:Quotient de la reaction
خارج التفاعل مقدار يميز مجموعة كيميائية في حالة معينة.تمكن قيمه ,خلال التفاعل,من تتبع تطورالمجموعة المدروسة.يتعلق تعبيره بطبيعة المجموعة.
نعتبر مجموعة كيميائية يمكنها ان تخضع لتحول منمذج بتفاعل معادلته:
aAaq +bBaq=cCaq+dDaq
حيث يكون المتفاعلان والناتجان في محلول مائي.
بالنسبة لحالة معينة لتطور المجموعة يعرف خارج التفاعل Qrبالعلاقة:
Qr = [C]^c [D]^d / ( [A]^a [B]^b )
Le quotient de la reaction est une grandeur qui caracterise un systeme chimique dans un etat donné. sa valeur permet,au cours de la reaction,de suivre l'evolution du systeme etudié. son expression depend de la nature du systeme.
On considere un systeme chimique qui peut suir une transformation modelisé par une reaction d'equation: aAaq +bBaq=cCaq +dDaq
ou' les deux reactifs et les deux produits sont en solution aqueuse.
Pour un etat donné d'evolution du systeme,on definit le quotient de la reaction Qr par la relation:
Qr = [C]^c [D]^d / ( [A]^a [B]^b )
2-خارج التفاعل عند التوازن:Quotient de la reaction à l'equilibre
نسمي خارج التفاعل عند التوازن Qr,eqالقيمة التي ياخذها خارج التفاعل يتحقق توازن المجموعة الكيميائية:
(Qr,eq = [C]eq^c [D]eq^d / ( [A]eq^a [B]eq^b
On appelle le quotient de la reaction à l' equilibreQr,eq la valeur du quotient de la reaction lorsque l'equilibre du systeme chimique est atteint. Qr,eq = [C]eq^c [D]eq^d / ( [A]eq^a [B]eq^b)
3-ثابتة التوازن المقرونة بمعادلة تفاعل:constante d'equilibre associée à l'equation d'une reaction
a-ثابتة التوازنQr,eqبالنسبة لتفاعل عند درجة حرارة معينة:constante d'equilibre Qr,eq pour une reaction à une temperature donnée
تبين القيا سات ان خارج التفاعل في حالة توازن مجموعة يبقى ثابتا عند درجة حرارةثابتة مهما تكن الحالة البدئية للمجموعة الكيميائية.
Les mesures montrent que le quotient d'une reaction en cas d'equilibre d'un systeme en equilibre reste constante à temperature constante quelque soit l'etat initial d'un systeme.
b-تعريف:Definition
خارج تفاعل مجموعة عند التوازن الكيميائي هوثابتة لا تتعلق بالحالة البدئية لهذه الجموعة.نقرن بكل معادلة تفاعل ثابتة تسمى ثابتة التوازن ,يرمزلها بالحرفK.في حالة التوازن لديناQr,eq=K
Le quotient de la reaction d'un systeme à l'equilibre chimique est une constante independante de l'etat initial de ce systeme.on associe à chaque equation de reaction une constante appelé la constante d' equilibre ,on le symbolise par K.en etat d'equilbre on a =K.
c-خارج التفاعل عند التوازن:Quotient de la reaction à l'equlibre
soit la reaction quelconque:
aA +bB=cC +dD
si les produits CetD ne sont pas presents initialement,le quotient de reaction dans l'etat initial est nul.
puis au fur et à mesure que l'avancement augmente et donc que des reactions ont lieu dans le systeme,la concentration des produits augmente et la concentration des reactifs diminue,le quotient de reaction augmente.
une fois l'etat d'equilibre atteint,autant de reaction se deroulent dans le systeme dans les deux sens:
les concentrations n'evoluent plus.le quotient de la reaction Qr,eq a donc atteint une valeur constante.les chimistes gunter et waage ont verifié experimentalement que la valeur dans l'etat d'equilibre du quotient de la reaction,pour une transformation donnée,est independante de la composition initiale du systeme.
Qr,eq est donc la grandeur physique adequate pour etudier les transformations limitées:sa valeur à elle seule caracterise l'etat d'equilibre du systeme.
نعتبرتفاعل ايا كان:
aA+bB=cC+dD
اذا كانت النواتجCوD بدئياغير موجودة ,فان خارج التفاعل في الحالة البدئية يكون منعدما.
ثم,كلما زاد التقدم وبالتالي حدوث تفاعلات في المجموعة,كلما زاد تركيز النواتج وانخفض تركيز المتفاعلات وكلما زاد خارج التفاعل.
عند وصول التوازن,يكون نفس عدد التفاعلات التي تحدث في المنحيين: التراكيز تقف عن التطور.خارج التفاعلQr,eqوصل اذن قيمة ثابتة.الكيميائيان غنتر واج تحققوا تجريبيا بان قيمةخارج التفاعل في حالة التوازن ,لتحول معين,لا تتعلق بالتركيب البدئي للمجموعة.
Qr,eqاذن هو المقدار الفيزيائي الكافي لدراسة التحولات المحدودة:قيمتها هي الوحيدة التي تميز حالة توازن المجموعة.
4-نسبة التقدم النهائي في حالة التوازن:Taux d'avancement final dans l'etat d'equilibre
-تتعلق نسبة التقدم النهائي لتفاعل بالحالة البدئية للمجموعة.
-تتعلق نسبة التقدم النهائي بثابتة توازن التفاعل.
-Taux d'avancement final d'une reaction depend de l'etat initial du systeme.
-Taux d'avancement final depend de la constante de la reaction.
Détermination de Qr,éq par conductimétrie :
Le conductimètre permet de mesurer la conductance G, exprimée en siemens (S), de l'électrolyte ou directement la conductivité σ, exprimée en S.m-1. G = 1/ R = I /U
G = σ . S / d avec S : surface des électrodes ; d : écartement des électrodes
La conductivité σ est liée aux concentrations des espèces ioniques M^+ etx
x^- en solution :
σ = λ(M^+) . [M^+] + λ(X^-) . [X^-] où λ est la conductivité molaire ionique en S.m2.mol-1.
Ces grandeurs λ sont connues et on les trouve dans des tables de mesure.
Une mesure conductimétrique et parfois la neutralité électrique de la solution permet donc de connaître les concentrations des espèces ioniques en solution.
Les propriétés des solutions, et la conservation de la quantité de matière de l'espèce introduite , permettent de connaître les concentrations des espèces non ioniques.
Cela permet de déduire Qréq.
تحديدQr,éqبقياس المواصلة:
مقياس المواصلة يمكن من قياس المواصلةG,المعبرعنها بالسيمنسS,للالكتوليت او مباشرة الموصليةσالمعبرعنها بS.m-1
. G = σ . S / d G = 1/ R = I /U
معSمساحة الالكترودين,وdالمسافة بين الالكترودين
الموصليةσمرتبطة بتراكيز الانواع الايونية +^M و +^Xفي المحلول.
σ = λ(M^+) . [M^+] + λ(X^-) . [X^-]
حيثλهي الموصلية المولية الايونية بS.m2.mol-1.
هذه المقاديرλمعروفة ونجدها في جداول للقياس
قياس المواصلة وفي بعض الاحيان الحياد الكهربائي للمحلول يمكن اذن من معرفة تراكيز الانواع الكيميائية في المحلول.
خواص المحاليل وانحفاظ كمية المادة للنوع المضاف,تمكن من معرفة تراكيز الانواع الغير ايونية.وهذا يمكن من استنتاجQréq.
الدرس الخامس
التحولات المقرونة بالتفاعلات حمض-قاعدة في محلول مائي
Transformations associées à des reactions acido-basiques en solution aqueuse
1-التحلل البروتوني الذاتي للماء:Autoprotolyse de l'eau
a-الجذاء الايوني للماء:Le produit ionique de l'eau
ان الموصلية الضعيفة للماء الخالص ناتجة عن تفاعل جد محدود لجزيئات الماء مع بعضها حسب المعادلة:
H2O(l) +H2O(l)=H3O+aq +HO-aq
يسمى هذا التفاعل التحلل البروتوني الذاتي للماء.وتسمى ثابتةالتوازن المقرونة بهذا التفاعل الجذاء الايوني للماء الذي نرمز له بKe.
Ke= [H3O^+][HO^-]: عند التوازن نكتب
بالنسبة لجميع المحاليل المائية عندِ PKe=14 etKe=10^-14 25° C
La faible conductivité de l'eau pure resulte d'une reaction trés limitée des molecules d'eau les unes avec les autres selon l'equation:
H2O(l) +H2O(l)=H3O+aq +HO-aq
on appelle cette reaction l'autoprotolyse de l'eau.et on appelle la constante d'equilibre associé à cette reaction le produit ionique qu'on symbolise par Ke.
à l'equilibre Ke = [H3O^+][HO^-]
PKe=14 etKe=10^-14 à 25° C pour toutes les solutions aqueuse
b-سلم PH
نعرف الطابع الحمضي او القاعدي او المحايد لمحلول بمقارنةPHهذا المحلول مع PHالماء الخالص عند نفس درجة الحرارة.
-يكون المحلول حمضيا اذا كان يحتوي على عدد من ايونات الاوكسونيو+H3Oاكبر من عدد ايونات الهيدروكسيد-HO
-يكون المحلول قاعديا اذا كان يحتوي على عدد من ايونات الاوكسونيوم+H3Oاصغر من عدد ايونات الهيدروكسيد-HO
-يكون المحلول محايدا اذا كان يحتوي على نفس العدد من ايونات الاوكسونيوم+H3Oوايونات الهيدروكسيد-HO
On definit le caractére acide ,basique ou neure d'une solution en comparant le PH de cette solution avec le PH de l'eau pure sous la meme temperature.
-La solution est acide s'elle contient un nombre d'ions oxoniumH3O+ superieur au nombre d'ions hydroxydeHO-
-La solution est basique s'elle contient un nombre d'ions oxoniumH3O+ est inferieur au nombre d'ions hydroxyde HO-.
-La solution est neutre s'elle contient un nombre d'ions oxoniumH3O+est egal au nombre d'ions hydroxydeHO-.
2-ثابتة الحمضية لمزدوجة قاعدة/حمض:Constante d'acidité d'un couple acide/base
نعتبر المزدوجة قاعدة/حمضAHaq/A-aq
يتفاعل الحمض مع الماءحسب المعادلة:AHaq+H2O(l)=A-aq+H3O+aq
تسمى ثابتة التوازن المقرونة بهذا التفاعل,ثابتة الحمضية للمزدوجةAHaq/A-aqونرمز لهابKA,حيث:
KA = [A-].[H3O+]/[AH]
On considere le couple acide/base AHaq/A-aq.
L'acide reagit avec l'eau suivant la reaction AHaq+H2O(l)=A-aq+H3O+aq
La constante d'equilibre associée à cette reaction est appelé,la constante d'acidité du couple AHaq/A-aq et on le symbolise par KA,ou':
KA = [A-].[H3O+]/[AH]
3-مقارنة سلوك الاحماض اوالقواعد في محلول مائي:Comparaison du comportememt des acides ou des bases en solution aqueuse
-بالنسبة لاحماض في محاليل مائية لها نفس التركيز,تكون نسبة التقدم النهائي اكبر كلما كانPHالمحلول ضعيفا اي كلما كانت الثابتةpKA ضعيفة.
-بالنسبة لقواعد في محاليل لها نفس التركيز,تكون نسبة التقدم النهائي اكبركلما كانPHالمحلول كبيرا اي كلما كانت الثابتةpKAكبيرة.
-pour des acides en solution aqueuse de meme concentration,le taux d'avencement est pus grand plus que lePH de la solution est faible c.a.d plus que la constante pKA est grande.
-pour des bases en solution aqueuse de meme concentration,le taux d'avancement est plus grand plus que le PH de la solution est grand c.a.d plus que la constante pKA est grande.
4-ثابتة التوازن المقرونة بتفاعل حمضي-قاعدي:Constante d'equilibre associée à une reaction acido-basique
ثابتة التوازن القرونة بالتفاعل بين الحمضَA1Hو القاعدة-^A2 هي خارج قسمة الثابتة KA1 ثابتة الحمضية-^HA1/A1و الثابتة KA2 ثابتة الحمضية للمزدوجة-^A2H/A2 .
La constante d'equilibre associée à la reaction entre l'acide A1Het la base A2^- est le quotient de la constanteKA1 la constante d'acidité du couple HA1/A1^- et la constante KA2 la constante d'acidité du couple A2H/A2^-.
5-هيمنة النوعين المترافقين لمزدوجة قاعدة/حمض: Predominance des deux espéces conjugués du couple acide/base
-في حالة PKA>PHنقول ان الشكل الحمضي للمزدوجة مهيمن.
- في حالةPH=pKAيكون تركيزا النوعين المترافقين للمزدوجة متساويين.
-في حالةPH>pKAنقول ان الشكل القاعدي للمزدوجة مهيمن.
-En cas PKA>PH on dit que la forme acide du couple est prédominante.
-En casPH=pKA les concentrations des deux espéces conjugués du couple sont egaux.
-En casPH>pKA on dit que la forme basique du couple est prédominante.
6-الكواشف الملونة الحمضية-القاعدية:Indicateurs colorés acido-basiques
الكاشف الملون حمضي-قاعدي مزدوجة حمضية-قاعدية نرمز لها ب-^HInd/Indبحيث يكون للشكلين الحمضيHIndوالقاعدي
-^Ind لونان مختلفان في محلول مائي.
ّّبالنسبة للمجال PKA-1<PH< PKA+1المسمى منطقة الانعطاف ,يكون تركيزا الشكلين الحمضي والقاعدي متقاربين,وبالتالي ياخذ المحلول لونا وسيطا يسمى اللوينة الحساسة للكاشف الملون.في الغالب يكون عرض منطقة الانعطاف اقل وحدتين,ويتعلق بطبيعة الكاشف الملون.
L'indicateur coloré acido-basique est un couple acide/base et qu'on symbolise par
HInd/Ind^- de tel sorte que les deux formes acide HInd et basique Ind^- ont deux couleurs differentes en solution aqueuse.
Dans le domaine PKA-1<PH< PKA+1 appelé la zone de virage,les deux concentrations des formes acide et basique sont voisines l'une de l'autre donc la solution prend une couleur intermidiaire appelé la teinte sensible de l'indicateur coloré.courament la largeur de la zone de virage est moin de deux unités et depend de la nature de l'indicateur coloré.
7-المعايرات الحمضية- القاعدية:Dosage acido-basique
a-مبدا المعايرة الحمضية-القاعدية:Principe du dosage acido-basique
الهدف من معايرة محلول حمض(او قاعدة) هو تعيين تركيز الحمض المستعمل(او القاعدة المستعملة) في هذا المحلول,وذلك بانجاز تفاعل حمضي-قاعدي يدعى تفاعل المعايرة.
يجب ان يكون تفاعل المعايرة:
-كليا:يستهلك فيه المتفاعل المحد كليا
-سريعا:ينتهي لحظيا اوبعد مدة قصيرة
-انتقائيا:لايتفاعل النوع المعاير المختارالا مع النوع المعاير
Le but du dosage d'une solution acide(ou basique) est la determination de la concentration de l'acide utilisé(ou la base utilisée) dans cette solution;et cela en effectuant une reaction acido-basique appelé la reaction du dosage.
La reaction du dosage doit etre:
-totale:le reactif limitant est totalement consomé
-rapide:il s'acheve instantanement ou aprés une courte durée
-choisie:l'espece dosante ne reagit pas avec l'espece dosée
b-تكافؤ معايرة حمضية-قاعدية:Equivalence du dosage acido-basique
يتم الحصول على التكافؤ عندما يمزج المتفاعلان(المعاير والمعاير) في نسب توافق المعاملات التناسبية.
في حالة معايرة حمضية-قاعدية نكتب:(-^n(A1H)=n(A2 اذا كان المعاملان التناسبيان الموافقان للحمض والقاعدة هو1
On obtient l'equivalence lorsque les deux reactifs(dosant et dosé) sont melangés dans des proportitient qui correspondent aux coefficients stochiometriques.
Dans le cas d'un dosage acido-basique on ecrit:n(A1H)=n(A2^-) si les coefficients stochiometriques qui correspondent à l'acide et à la base est1.
1-تعبير خارج التفاعل:Expression du quotient de la reaction
نعتبر المعادلة:aAaq +bBaq=cCaq +dDaq
نعرف خارج التفاعلQr ب:
Qr = [C]^c [D]^d / ( [A]^a [B]^b )
لا يدخل في تعبير Qrسوى التراكيز الفعلية للانواع المذابة.اما الانواع الكيميائية الصلبة او الماء كمذيب فتمثل بالعدد1
تتطور المجموعة الكيميائية تلقائيا نحو حالة التوازن بحيث يؤول خارج التفاعلQr الى ثابتة التوازنKايQr,eq=K نميز بين ثلاث حالات:
-اذا كانQr,i<Kتتطور المجموعة في المنحى المباشر لمعادلة التفاعل
-اذا كانQr,i>K تتطور المجموعة في المنحى المعاكس لمعادلة التفاعل
-اذا كان Qr,i=K تكون المجموعة في توازن في الحالة البدئية فلا تتطور
On considere l'equation:aAaq + bBaq=cCaq + dDaq
on definit le quotient de la reaction par:
Qr = [C]^c [D]^d / ( [A]^a [B]^b )
dans l'expression de Qr n'apparait que les concentrations effectives des especes dissoutes.tandisque les especes chimiques solides ou l'eau comme solvant sont representé par 1.
le systeme chimique evolu spontanement vers un etat d'equilibre de tel sorte que le quotient de la reaction Qr tend vers la constante d'equilibre K c.a.d Qr,eq=K
On distingue trois cas:
-si Qr,i<K le systeme evolu dans le sens direct de l'equation de la reaction
si Qr,i>K le systeme evolu dans le sens inverse de l'equation de la reaction
si Qr,i=K le systeme est en equilibre à l'etat initial et donc n'evolu pas
الدرس السادس
التطور التلقائي لمجموعة كيميائية
Evolution spontanée d'un systeme chimique
الدرس السابع
التحولات التلقائية في الاعمدة وتحصيل الطاقة
Transformation spontanées dans les piles et recuperation d'energie
1-الانتقال التلقائي للالكترونات:Transfert spontané d'electrons
a-الانتقال التلقائي المباشر:Transfert spontané direct
عند مزج الانواع الكيميائية لمزدوجتين مختزل/مؤكسد ىحدث انتقال تلقائي ومباشر للالكترونات بين مؤكسد مزدوجة ومختزل المزدوجة الاخرى.
Quand on melange les especes chimiques de deux couples oxydant/reducteur il se produit un transfert spontané et direct des electrons entre l'oxydant d'un couple et le reducteur de l'autre couple.
b-الانتقال التلقائي غير المباشر:Transfert spontané indirect
-يمكن ان يحدث الانتقال التلقائي للالكترونات عبر دارة كهربائية خارجية.
-لايحدث التحول التلقائي بين المزدوجتين مختزل/مؤكسد الا بعد ربطهما كهربائيا بقنطرة ملحية.
-le transfert spontané des electrons peut se produire à travers un circuit electrique exterieur.
-le transfert spontané entre les deux couples oxydant/reducteur ne se produit qu'aprés que les deux couples soient liés electriquement par un pont salin.
2-تكوين العمود:constitution d'une pile
العمود هو مولد كهربائي يحول الطاقة الكيميائية الناتجة عن تفاعل اكسدة-اختزال تلقائي,الى طاقة كهربا ئية.
كما هو الحال بالنسبة لجميع المولدات,يتحول جزء من الطاقة المحررة الى طاقة حرارية بمفعول جول.
La pile est un generateur electrique qui transforme l'energie chimique produite par une reaction d'oxydo-reduction spontanée,en energie electrique.
comme pour tous les generateurs,une partie d'energie liberée se transforme en energie thermique par effet joule.
3-اشتغال عمود:fonctionnement d'une pile
خلال اشتغال العمود يحدث تفاعل بجوار كل الكترود:
-الالكترود التي تحدث بجوارها الاكسدة,تسمى انودا.
-الالكترود التي يحدث بجوارها الاختزال,تسمى كاثودا.
Au cours de fonctionnement d'une pile il se produit prés de chaque electrode:
-l'electrode auprés duquel se produit l'oxydation,s'appelle l'anode.
-l'electrode auprés duquel se produit la reduction,s'appelle la cathode.
خلال اشتغال العمود:
-تنتقل الالكترونات في الدارة الخارجية من الانود الى الكاثود.
-في القنطرة الملحية تنتقل الانيونات نحو نصف العمود الانودي والالكترونات نحو نصف العمودي الكاثودي.
Au cours du fonctionnement de la pile:
-les electrons se deplacent dans le circuit exterieur de l'anode vers la cathode.
-dans le pont salin les anions se deplacent vers la demi pile anodique et les electrons se deplacent vers la demi pile cathodique.
4-العمود,مجموعة في غير حالة توازن:La pile,un systeme hors d'equilibre
عندما يزود عمود دارة كهربائية بتيار كهربائي,تتطور المجموعةالكيميائية التي تكونه خلال الزمن.نقول ان المجموعة في غير حالة توازن:خلال اشتغال العمود تتناقص الكاتيونات في نصف العمود الكاثودي,بينما تتزايد الكاتيونات في نصف العمود الانودي مما يؤدي الى تغير خارج التفاعل Qr.
يكون العمود, اثناء اشتغاله,عبارة عن مجموعة في غير حالة توازن.عندما يزود العمود دارة كهربائية بتيار تؤول قيمة خارج التفاعل الى ثابتة التوازن.
Quand une pile fournit un courant electriqur à un circuit electrique,le systeme chimique qui le constitu evolu au cours du temps.on dit que le systeme est hors equilibre:au cours du fonctionnement de la pile les cations diminuent dans la demi pile cathodique,tandisque il augmentent dans la demi pile anodique ce qui conduit à la variation du quotient de la reaction Qr.
5-الدراسة الكمية لعمود:Etude quantitative d'une pile
نسمي كمية الكهرباءQ المستعملة خلال اشتغال عمود لمدةt∆,القيمة المطلقة للشحنة الكلية للالكترونات المتبادلة خلال هذه المدة.اذا كانت الشدةI,للتيار المار في الدارة,ثابتة نكتب:Q=I∆t.
الفاراداي,رمزهF,هو القيمة المطلقة لشحنة مول واحد من الالكترونات:F=96500c.mol^-1
Q=n(e).F
6-امثلة لاعمدة اعتيادية:Exemple de piles usuelles
a-العمود الملحي او عمود لوكلانشي:La pile saline ou la pile lclanché
يستعمل عمود لوكلانشي في الحالات التي لا تستلزم شدة قوية للتيار,مثل آلة التحكم عن بعد.
للعمود الملحي قوة كهرمحركة قيمتها1,5v ويوجد في السوق على شكل اسطواني.خلال اشتغاله يستهلك المتفاعلان الزنك Znواوكسيد المنغنيزMnO2,حيث يكون دائما هذا الاخير هو المتفاعل المحد تفاديا لتآكل علبة الزنك.
la pile leclanché est utilisée dans les cas qui ne necissitent pas une forte intensité de courant,comme la telecomande.
la pile saline a une force electromotrice de valeur1,5v et il se trouve au marché sous forme cylindrique.au cours du fonctionnement les deux reactifs qui sont le zinc Zn et l'oxyde de manganéze MnO2 sont consomés de tel sorte que ce dernier soit toujour le reactif limitant pour eviter la corrosion de la boite de zinc.
b-العمود القلائي:La pile alcaline
يعتمد العمود القلائي من نوع مالوري نفس المتفاعلينZnوMnO2 المستعملين في العمود الملحي,غير ان الالكتروليت عوض بمحلول قاعدي(قلائي) مخثر لهيدروكسيد البوتاسيوم الذي يتميز بموصلية جيدة وبفضله تكون المقاومة الداخلية لهذا العمود اصغر من المقاومة الداخلية للعمود الملحي,ممايجعل مدة اشتغاله اطول.
La pile alcaline du type Mallory utilise les meme reactifs Zn et MnO2 qui sont utilisés dans la pile saline,mais l'electrolyte est remplacé par une solution basique(alcaline) gelée d'hydroxyde de potatium qui est caracterisée d'une bonne conductivité et grace à elle la resistance interne de cette pile est plus petite que la resistance interne de la pile saline,ce qui rend la durée de fonctionnement plus longue.
7-التحولات القسرية:Transformations forcées
لانجاز تحول قسري,يجب منح طاقة للمجموعة الكيميائية بواسطة جهاز خارجي,حيث يجبرها على التطور في المنحى المعاكس لمنحى التطور التلقائي.
Pour effectuer une transformation forcé ,il faut donner de l'energie au systeme chimique à l'aide d'un appareil exterieur,de tel sorte qu'il l'oblige à evoluer dans le sens inverse au sens de l'evolution spontanée.
a-التحليل الكهربائي:Electrolyse
التحليل الكهربائي تحول قسري ناتج عن مرور تيار كهربائي مفروض من طرف مولد لتوتر مستمر.
ّّ*التفاعلات عند الالكترودين:Les reactions aux electrodes
-يكون الالكترود المرتبط بالقطب الموجب للمولد مقر تفاعل اكسدة,ونسمي هذا الالكترود انودا.
-يكون الالكترود المرتبط بالقطب السالب للمولد مقر تفاعل اختزال,ونسمي هذا الالكترود كاثودا.
L'electrolyse est une transformation forcée qui resulte du passage d'un courant electrique imposé par un generateur de tension continue.
Les reactions aux electrodes:
-l'electrode liée au pole positif du generateur est lesiege d'une oxydation,on appelle cet electrode une anode.
-l'electrode liée au pole negatif du generateur est lesiege d'une reduction,on appelle cet electrode une cathode.
b-تطبيقات:applications
يستعمل التحليل الكهربائي لتحضير الفلزات ولتوضعات فلزية,رغم انه مكلف من الناحية الطاقية.
*تحضير الفلزات
تحضر بعض الفلزات,مثل الزنك و الالمنيوم,بالتحليل الكهربائي للمحاليل الالكتروليتية التي تحتوي على كاتيونات هذه الفلزات.وهكذا يتم تحضير اكثر من50 % من الانتاج العالمي لفز الزنك,بواسطة التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات الزنك.
*توضعات فلزية
يمكن لعدة فلزات(الذهب,الفضة والنيكل...) ان تتوضع بواسطة التحليل الكهربائي على جسم موصل للكهرباء يلعب دور الكاثود.في هذا النوع من التحليل الكهربائي:
-تتكون الانود من الفلز المراد توضعه ونتحدث عن" انود قابل للذوبان"
-يحتوي الالكتروليت على كاتيونات الفلز المراد توضعه
-تتكون الكاثود من الجسم الذي يتوضع عليه الفلز
L'electrolyse est utilisée dans la preparation des metaux et les depots metalliques,malgré qu'elle est couteuse du coté energitique.
*preparation des metaux
certains metaux ,comme le zinc et l'allumnium sont preparés par electrolyse des solutions electrolytiques qui contiennent des cations de ces metaux.et ainsi on prepare 50% du produit mondial du zinc par electrolyse de la solution du sulfate de zinc.
*depot metallique
plusieurs metaux (l'or,l'argentet le nickel...)peuvent se deposer sur un corps conducteurpar electrolyse et joue le role de la cathode.dans ce type d'electrolyse:
-l'anode est formée par le metal qu'on veut qu'il se depose et on parle "d'anode soluble"
-cet electrolyte contient des cations du metal qu'on qu'il se depose
-la cathode est formée du corps sur lequel le metal se depose
الدرس الثامن
تفاعلات الاسترة و الحلمأة
Reactions d'esterification et d'hydrolyse
1- الاسترات:Esters
تحضر الاسترات بواسطة مركبات عضوية تنتمي الى مجموعتين هما الكحولات والاحماض الكربوكسيلية.
Les esters se preparent à l'aide de composés organiques appartenant à deux groupes qui sont les alcools et les acides carboxyliques.
a-الكحولات:les alcools
يحتوي كحول على المجموعة المميزة هيدروكسيلOH- مرتبطة بمجموعة الكيل.
الصيغة العامة لكحول هيR-OH حيث تمثل Rسلسلة كربونية(او مجموعة الكيل).
يشتق اسم الكحول من اسم الالكان الموافق له مع اضافة اللاحقة اول مسبوقة,اذا دعت الضرورة لذلك,برقم يحدد موضع مجموعة الهيدروكسيل بالسلسلة.
Un alcool cotient le groupe caracteristique hydroxyl -OH lié à un groupe alkyl.
La formule generale d'un alcool est R-OH ou' R represente une chaine carbonée(ou un groupe alkyl).
Le nom de l'alcool se derive du nom de l'alcane correspondant en ajoutant le suffixe ol precedé, sil est necessaire d'un nombre qui determine la position du groupe hydrpxyl qui se trouve dans la chaine.
b-الاحماض الكربوكسيلية:Les acides carboxyliques
يحتوي حمض كربوكسيلي على المجموعة المميزة كربوكسيلCOOH-,حيث تكون ذرة كربون مرتبطة بذرة اوكسيجين بواسطة رابطة ثنائية من جهة ومن جهة اخرى بالمجموعةOH-.
يشتق اسم الحمض الكربوكسيلي من اسم الالكان الموافق له مسبوقا بالكلمة حمض مع اضافة اللاحقة ويك.
L'acide carboxylique contient le groupe caracteristique carboxyl-COOH,ou' un atome de carbone est lié à un atome d'oxygene par double liaison d'une part et à un groupe hydroxyl -OH d'autre part.
Le nom de l'acide carboxylique se derive du nom l'alcane correspondant precedé par le mot aclde et en ajoutant le suffixe oique.
c-الاسترات:Les esters
تتوفر المجموعة المميزة استر على التسلسل استر:'R-COOR حيث Rذرة هيدروجين او مجموعة الكيل و 'R مجموعة الكيل فقط.
يتكون اسم الاستر من شطرين:
-يشتق الشطر الاول من تسمية الحمض الكربوكسيلي مع حذف كلمة حمض وتعويض المقطع ويك بالمقطع وات.
-يوافق الشطر الثاني اسم المجموعة الكيل 'Rالمرتبطة بذرة الاوكسجين.
Le groupe caracteristique ester contient l'enchainement ester:R-COOR' ou' R est un atome d'hydrogene ou un groupe alkyl et R' un groupe alkyl uniquement.
Le nom de l'ester est constitué de deux parties:
-la premiere partie se derive du nom de l'acide carboxylique en eliminant le mot acide et en remplaçant la partie oique par la partie oate.
-la deuxieme partie correspond au nom de l'alkyl R' lié à l'atome d'oxygene.
d-تفاعل الاسترة:Reaction d'esterification
يكون التفاعل المقرون بتفاعل الاسترة محدودا وغيركلي,اذ يؤدي الى حالة توازن,حيث يتواجد الحمض و الكحول والاستر والماء في آن واحد.
-ان التحول المقرون بتفاعل الاسترة بطيء جدا.
-ان هذا التحول غير كلي(او محدود):تؤول نسبة التقدم النهائي الى نهاية.
-في حالة استعمال خليط متساوي المولات,تساوي هذه النهاية67%.
La reaction associée à la reaction d'esterification est limitée et non totale,il conduit à un etat d'equilibre ,ou' l'acide ,l'alcool,l'ester et l'eau existent en meme temps.
-la transformation associée à la reaction d'esterification est trés lent.
-cette transformation et non totale(ou limitée): le pourcentage de l'avancement finale tend à une fin.
-en cas d'etulisation d'un melange equimolaire, cette fin est egale à 67%.
e-تفاعل حلماة التفاعل:Reaction d'hydrolyse d'un ester
تفاعل حلماة استر هو تفاعل يحدث في المنحى المعاكس لتفاعل الاسترة.
ٌRCOOR' +H2O=RCOOH +R'-OH
-ان التحول المقرون بتفاعل الحلماة بطيء جدا.
-ان هذا التحول غي كلي.
-في حالة خليط متساوي المولات تساوي هذه النهاية33%.
La reaction d'hydrolyse d'un ester est une reaction qui se produit en sens inverse à la reaction d'esterification.
-La transformation associée à la reaction d'hydrolyse est trés lente.
-Cette transformation n'est pas totale
-Dans le cas d'un melange equimolaire cette fin est egale à33%.
f-حالة التوازن:Etat d'equilibre
لتفاعلي الاسترة والحلماة مميزات متقاربة جدا ويحدثان في نفس الظروف.فنواتج تفاعل الاسترة تكون هي المتفاعلات في تفاعل الحلماة.
الاسترة والحلماة تفاعلان متعاكسان ومحدودان وآنيان.
عندما تتساوى سرعتاهما نحصل على حالة توازن تتميز بتواجد المتفاعلات والنواتج.
يؤدي خليط متساوي المولات مكون من حمض كربوكسيلي وكحول الى نفس حالة التوازن الممكن الحصول عليها انطلاقا من خليط متساوي المولات مكون من الاستر الموافق والماء.
Les deux reactions d'esterification et d'hydrolyse ont des caracteristiques trés proches et les deux reactions se produisent dans les mémes conditions.en effet les produits de la reaction d'esterification sot les reactifs de la reaction d'hydrolyse.
L'esterification et l'hydrolyse sont deux reactions opposées ,limitées et simultanées.
Lorsque leurs vitesse s'egalise on obtient un etat d'equilibre qui se caracterise par l'existance des reactifs et des produits.
Un melange equimolaire constitué par un acide carboxylique et un alcool conduit au meme etat d'equilibre qu'on peut obtenir à partir d'un melange equimolaire constitué de l'ester correspondant et l'eau.
2-التحكم في سرعة التفاعل:Controle de la vitesse de reaction
a-تاثير درجة الحرارة:Influence de la temperature
تمكن درجة الحرارة من تغيير سرعة تفاعل الاسترة و الحلماة دون تغيير تركيب الخليط عند حالة التوازن.
La temperature permet de changer la vitesse de la reaction d'esterification et d'hydrolyse sans changer la composition du melange à l'etat d'equilibre.
b-تاثير الحفاز:Influence du catalyseur
يمكن حفاز من زيادة في سرعة تفاعل الاسترة او الحلماة دون تغيير تركيب الخليط عند حالة التوازن.
Le catalyseur permet d'augmenter la vitesse d'esterification et d'hydrolyse sans changer la composition du melange à l'etat d'equilibre.
c-مردود تحول كيميائي:Rendement d'une transformation chimique
يساوي المردود rلتحول كيميائي نسبة كمية مادة الماتج المحصل عليها تجريبيا nex الى كمية مادة الناتج الممكن الحصول عليها اذا كان التحول كلياnth.
لتحسين مردود تفاعل استرة او حلماة يمكن:
-زيادة كمية مادة احد المتفاعلين بالنسبة للاخر
-ازالة احد الناتجين خلال تكونه
-بالنسبة لتحول كيميائي غير كلي تؤدي اضافة احد المتفاعلات اوازالة احد النواتج الى تطور المجموعة في المنحى المباشر نحو حالة توازن جديدة.
Le rendement r d'une transformation chimique est le rapport de la quantité de matiére du produit obtenue experimentalement nex à la quantité de matiére du produit qu'on peut obtenir si la transformation etait totale nth.
pour ameliorer le rendement de la reaction d'esterification ou d'hydrolyse on peut:
-augmenter la quantité de matiére d'un reactif par rapport à l'autre
-elimination de l'un des deux produits au cours de sa formation
-pour une transformation non totale l'ajout d'un des reactifs ou l'elimination d'un des produits conduit à l'evolution du systéme dans le sens direct à un nouveau etat d'equilibre.
3-التحكم في تطور مجموعة بتغيير متفاعل:Controle de l'evolution d'un systeme par changement de reactif
يؤدي تفاعل اندريد الحمض مع كحول الى تكوين استر وحمض كربوكسيلي.يمكن تعويض الحمض الكربوكسيلي باندريد الحمض من جعل تفاعل الاسترة كليا وسريعا.
La reaction d"anhydride d'acide avec un alcool conduit à la formation d'un ester et d'un acide carbpxylique.le remplacement de l'acide carboxylique par un anhydride d'acide permet de rendre la reaction d'esterification totale et rapide.
4-تصبن الاجسام الدهنية:sapponification des corps gras
يتكون الصابون من كربوكسيلات الصوديوم(او البوتاسيوم) وهي قواعد مرافقة للاحماض الدهنية. تتكون ايونات الكربوكسيلات لصابون من جزئين:راس قطبي هيدروفيلي وذيل هيدروفوبي وليبوفيلي.
Le savon est formé de carboxylate de sodium(ou de potatium) ce sont des bases conjuguée des acides gras. les ions carboxylate d'un savon sont constitués de deux parties: une tete polaire hydrophile et une queu hydrophobe et lipophile.
دروس الفيزياء
بسم الله الرحمان الرحيم
الدرس الاول
الموجات الميكانيكية المتوالية
Les ondes mecaniques progressives
1-الموجات الميكانيكية:Les ondes mecaniques
a-مفهوم التشويه:Notion de deformation
التشويه تغير محلي ومؤقت لخاصية او عدة خصائص فيزيائية لوسط معين.
La deformation est variation locale temporaire d'une ou plusieurs propriétés physiques d'un milieu donné.
b-الموجة الميكانيكية:Onde mecanique
عند حدوث تشويه في نقطة من وسط مادي,فان هذا التشويه ينتقل تدريجيا الى النقطة الاخرى المجاورة. وعند مراقبة نقطة من وسط الانتشار,نلاحظ انها تتحرك اثناء مرور التشويه بها,ثم ترجع الى موضعها البدئي, وتستقر بعد اجتيازه لها.
نسمي موجة ميكانية ظاهرة انتشار تشوه في وسط مادي مرن دون انتقال المادة التي تكون هذا الوسط.
Quand une deformation se produit en un point d'un milieu materiel,cette deformation se deplace proressivement à l'autre point proche.et quond on observe un point du milieu de propagation,on constate qu'il se met en mouvement au cours du passage de la deformation,puis il retourne à sa position initial,et se stabilise aprés le passage de la deformation.
On appelle onde mecanique le phenoméne de propagation d'une deformation dans un milieu materiel elastique sans transfert de matiére qui constitue ce milieu.
c-الموجة الميكانيكية المتوالية:L'onde mecanique progressive
الموجة الميكانيكية المتوالية هي تتابع مستمر,لاينقطع,لاشارات ميكانيكية,ناتج عن اصطراب مصان ومستمر لمنبع الموجات. .ويصاحب انتشار موجة انتقال الطاقة.
L'onde mecanique progressive est une succession continue,ininterompue,de singnaux mecaniques, resultant d'une perturbation entreteue et continue de la source d'onde .la propagation d'une onde est accompgnée d'un transfert d'energie.
2-الموجة المستعرضة-الموجة الطولية
a-الموجة المستعرضة:L'onde transversale
الموجة المستعرضة موجة يكون فيها اتجاه تشويه الوسط عموديا على اتجاه الانتشار.
L'onde transversale est une onde dont la direction de la deformation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation.
b-الموجة الطولية:L'onde longitudinale
الموجة الطولية موجة يكون فيها اتجاه تشويه الوسط على استقامة واحدة مع اتجاه الانتشار.
L'onde longitudinale est une onde dont la direction de la deformation du milieu est colineaire avec la direction de la propagation.
3-الموجات الصوتية:Les ondes sonores
a-الصوت موجة ميكانيكية:Le son est une onde mecanique
الصوت موجة ميكانيكية,يتطلب انتشاره وسطا ماديا مرنا.وينتشر الصوت في الاجسام السائلة والاجسام الصلبة والاجسام الغازية.
Le son est une onde mecanique ,sa propagation necessite un milieu materiel elastique.le son se propage dans les corps liquides ,solides et gazeux.
b-الصوت موجة طولية:Le son est une onde longitudinale
الصوت موجة طولية,تنتشر نتيجة انضغاط-تمدد وسط الانتشار.
Le son est une onde longitudinale,qui se propage à cause de la compression-dilatation du milieu de propagation.
4-الخواص العامة للموجة:Les propriétés generales d'une onde
a-اتجاه انتشار موجة:Direction de propagation d'une onde
تنتشر موجة,انطلاقا من منبعها في جميع الاتجاهات المتاحة لها.
L'onde se propage,à partir de sa source dans toutes les directions qui lui sont offerte.
b-تراكب موجتين ميكانيكيتين:Supperposition de deux ondes mecaniques
عند التقاء موجتين ميكانيكيتين,فانهما تتراكبان. وبعد الالتقاء يستمر انتشار كل منهما دون تاثير ناتج عن تراكبهما,بحيث تحتفظ كل موجة بنفس المظهر ونفس سرعة الانتشار.
Quand deux ondes mecaniques se rencontrent,elles se supperposent.aprés la rencontre la propagation de chacune d'elles dure sans influence resultant de leurs su pperposition,de tel sorte que chaque onde conserve le meme aspect et la meme vitesse de propagation.
5-سرعة انتشار موجة:La vitesse de propagation d'une onde
بالنسبة لوسط مادي متجانس تكون سرعة انتشار موجة مستقلة عن شكل التشوه وعن مدته,فهي تتعلق بطبيعة وسط الانتشار,خاصة من حيث مرونته,وقصوره,ودرجة حرارته.
Pour un milieu materiel homogene la vitesse de propagation d'une onde est inde- pendante de la forme de la deformation et de sa durée,elle depend de la nature du milieu de propagation,surtout en terme de son elasticité ,son inertie et sa temperature.
6-الموجات الميكانيكية المتوالية الدورية:Les ondes mecaniques progressives periodiques
a-تعريف
تكون الموجة المتوالية دورية اذا كان التطور الزمني للتشوه الحاصل لكل نقطة من وسط الانتشار دوريا.
L'onde progressive est periodique si l'evolution temporel de la deformation aquise par chaque point du milieu de propagation est periodique.
b-الدورية الزمانية: Peridicité temporelle
الدور الزمني Tلموجة متوالية دورية هو اصغر مدة زمنية تعود خلالها نقطة من وسط الانتشار الى نفس الحالة الاهتزازية.
La periode temporelle d'une onde progressive periodique la plus petite durée dont laquelle un point du milieu de propagation revient au meme etat vibratoire.
c-الدورية المكانية:Peridicité spaciale
تظهر في وسط الانتشاردورية مكانية في لحظةt,اذا كانت حركة منبع الموجة دورية.
Dans le milieu de propagation apparait une periodicité spaciale à un instant t,si le mouvement de la source de l'onde est periodique.
7-الموجة الميكانيكية المتوالية الجيبية:L'onde mecanique progressive sinusoidale
a-تعريف الموجة الجيبية:Definition de l'onde sinusoidale
الموجة المتوالية الدورية الجيبية هي موجة يكون المقدار المقرون بها دالة جيبية بالنسبة للزمن.
L'onde progressive periodique sinusoidale est une onde dont la grandeur qui lui est associée est une fonction sinusoidale par rapport au temps.
b-طول الموجة:longueur d'onde
نسمي طول الموجة λالمسافة التي تقطعها الموجة المتوالية الجيبية خلال مدة زمنية تساوي دور الموجةT.يمثل طول الموجة λ اصغر مسافة تفصل بين نقطتين تهتزان على توافق في الطور.
On appelle la longueur d'ondeλ la distance parcourue par l'onde progressive sinusoidale au cours d'une durée egale à la periode de l'onde T.la longueur d'onde represente la plus petite distance qui separe entre deux points qui vibrent en phase.
8-ظاهرة الحيود:Phenoméne de diffraction
يحدث حيود موجة واردة على مستوى فتحةعرضها aيقارب طول الموجة الواردة او اقل منها.للموجتين الواردة والمحيدة نفس التردد ونفس طول الموجة ونفس السرعة.
La diffraction d'une onde incidente se produit au sain d'une fente de largeur a proche de la longueur d'onde ou qui lui est inferieur.les deux ondes incdente et diffractée la meme frequence ,la meme longueur d'onde et la meme vitesse.
9-وسط مبدد:milieu disperssif
تحدث ظاهرة تبدد الموجات المتوالية الجيبية في وسط ما اذا كانت سرعة انتشارها في الوسط تتعلق بتردد المنبع.نقول ان هذا الوسط مبدد.
Le phenomene de dispersion des ondes progressives sinusoidales se produit dans un milieu si la vitesse de sa propagation dans ce milieu depend de la frequence de la source.on dit que ce milieu est dispersif.
انتشار موجة ضوئية
Propagation d'une onde lumineuse
1- الطبيعة الموجية للضوء:Nature ondulatoire de la lumiére
a-ظاهرة حيود الضوء:phenomene de diffraction de la lumiére
ينتشر الضوء المنبعث من منبع اللازر في اوساط شفافة ومتجانسة وفق خطوط مستقيمية,وهذا ما يسمى مبدا الانتشار المستقيمي للضوء.
عند اضاءة شق عرضه صغير جدا بحزمة لازر,فان مبدا الانتشار المستقيمي للضوء لايتحقق.نشاهد على الشاشة بقعا مضيئة واخرى مظلمة بشكل متتابع,تقل شدة اضاءتها كلما ابتعدنا عن المركز,بحيث يتصرف الشق هنا كمنبع ضوئي وهمي.تسمى هذه الظاهرة ظاهرة الحيود.
يمكن مشاهدة هذه الظاهرة عندما نسلط حزمة ضوئية:
-على سلك رفيع: الشكل الحصل مشابه للشكل المشاهد بالنسبة لشق
-على ثقب:الشكل المحصل يحتوي على بقعة دائرية قطرها اكبر من قطر الثقب,وتحيط بها على التوالي حلقات داكنة واخرى مضيئة.
-على سجاف من الترغال:نلاحظ شكلا يحتوي على نقط ضوئية مقزحة
La lumiére issue d'une source laser se propage dans des milieux transparants et homogéne selondes lignes droites,c'est ce qu'on appelle le principe de propagation rectiligne de la lumiére.
Quand on eclaire une fente de largeur trés petite par un faisseau laser,le principe de la propagation rectiligne de la lumiére ne se verifie pas.on observe sur l'ecran des taches claires et d'autres sombres d'une façon successive,l'intensité de leurs eclairage diminue lorsque on s'eloigne du centre, de tel sorte que la fente se cmporte comme une source lumineuse virtuelle.ce phenoméne est appelé le phenoméne de diffraction.
On peut observer ce phenoméne quant on eclaire par un faisseau lumineu:
-un fil fin:la figure obtenue ressemble à la figure observée pour une fente
-un trou:la figure obtenue contient des taches de diametre plus grand que le diamétre du trou,et elle est entourée successivement par des aneau sombres et d'autre eclairés.
-un voilage en tergal:on observe une figure qui contient des points lumineuses achromatiques.
b-الضوء موجة كهرمغناطيسية:La lumiére est une onde electromagnetique
كما هو الشان بالنسبة لحيود موجة ميكانيكية على سطح الماء,يتم حيود الضوء بواسطة فتحات صغيرة (ثقب,شق) او سلك رفيع...,الشيء الذي يثبت فرضية ان للضوء طبيعة موجية.
وقد توصل العالم فرينيل الى هذه الفرضية سنة 1921م,حيث افترض ان الضوء موجة مستعرضة,وان التشوه الذي ينتشر هو عبارة عن مجال كهربائي مرفق بمجال مغناطيسي,اي ان الضوء موجة كهرمغناطيسية.على عكس الموجات الميكانيكية,فالضوء موجة لا تحتاج لوسط مادي للانتشار,اذ يمكنه الانتشار في الفراغ.
Comme pour la diffraction d'une onde mecanique àla surface de l'eau,la diffraction de la lumiere se fait àl'aide de petites fentes(trou,fente) ou un fil fin...,ce qui prouve l'hypthese de la nature ondulatoire de la lumiere.
Le scientifique fresnel a abouti à cette hypothese en 1921,il a supposer que la lumiere est une onde transversale,et que la deformation qui se propage est un champs electrique accompagné d'un champs magnetique,c.a.d que la lumiere est une onde electromagnetique.au contraire des ondes mecaniques,la lumiere est une onde qui ne necessite pas un milieu materiel pour se propager,en effet il peut se propager dans le vide.
2-خصائص الموجة الضوئية:Les propriétés de l'onde lumineuse
a-الموجة الضوئية الاحادية اللون:L'onde lumineuse monochromatique
نسمي ضوءا احادي اللون كل ضوء لا يتبدد بعد اجتيازه لموشور.ونقرن كل ضوء احادي اللون بموجة ضوئية احادية اللون,وهي موجة متوالية جيبية تتميز:
-بدورهاT,يفرضه المنبع
-بسرعتهاv,وتتعلق بطبيعة الوسط
On appelle une lumiére monochromatique chaque lumiére qui ne se disperse pas lorsque il traverse un prisme.et on associe chaque lumiére monochromatique à une onde lumineuse monochromatique,c'est une onde progressive sinusoidale qui se caracterise par:
-sa periode,imposer par la source
-sa vitesse v,qui depent de la nature du milieu
b-سرعة انتشار الضوء:Vitesse de propagation de la lumiere
تنتشر الموجة الضوئية في وسط مادي بسرعةvاقل سرعة انتشاره في الفراغc.
نعرف معامل الانكسار لوسط شفاف,بالنسبة لضوء احادي اللون خارج قسمة سرعة انتشار الضوء في الفراغ على سرعة انتشاره في الوسط الشفاف.
On definit l'indice de refraction d'un milieu transparant,pour une lumiére monochromatique le quotient de la vitesse de propagation de la lumiére dans le vide et la vitesse de propagation de la lumiére dans le milieu transparant.
c-التردد وطول الموجة:La frequence et la longueur d'onde
تتميز الموجة الضوئية الاحادية اللون بترددهاᵞ الذي لا يتعلق بوسط الانتشار,ولا يتغير عند انتقالها من وسط شفاف الى آخر.
L'onde lumineuse monochromatique se caracterise par sa frequenceᵞ qui ne depend pas du milieu de propagation,et qui ne change pas lorsque elle se deplace d'un milieu transparant à un autre.
3-حيود موجة ضوئية احادية اللون:La difraction d'une onde lumineuse monochromatique
اثناء حيود ضوء احادي اللون بواسطة شق,هناك عاملان يمكنهما التاثير على الظاهرة الملاحظة:
-تاثير عرض الشقa
-تاثير طول موجة الضوء الاحادي اللونᵞ
تكون ظاهرة الحيود اكثر اهمية عندما يكون عرض الشق اصغر اما عرض البقعة المركزية لظاهرة الحيود فيزداد كلما ازداد طول موجة الضوء الاحادي اللون المستعمل.
lors de la difraction d'une lumiére monochromatique àl'aide d'une fente, il y a deux facteurs qui peuvent influencer le phenomene observé:
-l'influence de la largeur de la fente a
-influence de la longueur d'onde monochromatiqueᵞ
Le phenomene de difraction est plus important lorsque la largeur de la fente est plus petite tandisque la largeur de la tache centrale du phenomene de difraction augmente si la longueur d'onde de la lumiere monochromatique utilisée augmente.
4-تبدد الموجات الضوئية:Dispersion des ondes lmineuses
a-تعريف الموشور:Definition du prisme
الموشور وسط شفاف محدود بوجهين مستويين يتقاطعان حسب مستقيم يسمى حرف الموشور.
Le prisme est un milieu transparant limité par deux faces planes qui se croisent suivant une droite appelé l'arete du prisme.
b-تبدد الضوء الابيض بواسطة موشور:Dispersion de la lumiére blanche à l'aide d' prisme
تسمى الظاهرة التي تمكن من فصل الاشعاعات ذات الالوان المختلفة تبدد الضوء.
On appelle le phenoméne qui permet de separer les radiations de differentes couleurs la dispersion de la lumiére.
c-زاوية الانحراف:Angle de deviation
زاوية الانحراف Dلشعاع ضوئي بواسطة موشور هي الزاوية بين HIو 'HI اتجاهي الشعاعين الوارد والنبثق.
L'angle de deviation D d'un rayon lumineu àl'aide d'un prisme est l'angle entre HI et HI' les deux directions des deux rayons incident et sortant.
التحولات النووية
Les transformations nucléaires
1-استقرار وعدم استقرار النواة:Stabilité et non stabilité du noyau
a-تركيب النواة:ِِComposition du noyau
تتكون نواة من نوتلرونات وبروتونات تسمى نويات.
يرمز الى عدد النويات بالحرف َAويسمى عدد الكتلة,والى عدد البروتونات بالحرف Zويسمى عدد الشحنة,اما عدد النوترونات فيرمز اليه بالحرف NحيثN=A-Z
On symbolyse le nombre de nucéons par la lettre A et il est appelé le nombre de masse,et au nombre de protons par la lettre Z et il est appelé le nombre de charge,tandisque le nombre de neutrons son symbole est N tel que N=A-Z.
b-النويدات والنظائر: Les nucleides et les isotopes
في الفيزياء الذرية,يطلق اسم النويدة على مجموعة من النوى تتميزبعدد معين من النوترونات ومن البروتونات والنظائر نويدات تحتوي على نفس عدد البروتونات(نفسZ) وتختلف من حيث عدد النوترونات(تختلف من حيث A).
2-النشاط الاشعاعي:La radioactivité
النشاط الاشعاعي تحول طبيعي تلقائي,وغير مرتقب في الزمن,تتحول خلاله نواة غير مستقرة الى نواة اخرى او الى حالة اثارة اقل طاقة.
La radioactivité est une transformation naturelle spontanée,inatendue dans le temps,au cours de laquelle un noyau non stable se transforme en un autre noyau ou à un etat exité d'energie inferieur.
3-المخطط(N,Z) اومخطط سيغري:schema(N,Z)ou schema segré
يحتوي مخطط سيغري على منطقة وسطى تسمى منطقة الاستقرار,وتضم النوى المستقرة.
-بالنسبة لZ<20:
تلتقي منطقة الاستقرار مع المستقيم ذي المعادلةN=Z,مما يدل على ان هذه النوى المستقرة تملك عدد بروتونات مساو لعدد النوترونات,ويحقق عدد الكتلة A لهذه النوى تقريبا العلاقة:A=2Z.وهذا يعني ان نوى العناصر الخفيفة المستقرة تحتفظ بعدد متساو تقريبا من النوترونات والبروتونات.
-بالنسبة لZ>20:
تكون منطقة الاستقرار فوق المستقيم ذي المعادلة N=Z,ويكون عدد النوترونات Nاكبر من عدد البروتوناتZ,مما يدل على ان استقرار النواة في هذه الحالة لا يمكن ان يحصل الا اذا كان عدد النوترونات اكبر من عدد البروتونات.
Le shema segré contient une region au milieu qui s'appelle la region de stabilité,elle renferme les noyaux stables.
-pourZ<20:
La region de stabilité se rencontre avec la droite d'equation N=Z,ce qui prouve que ces noyaux stables ont un nombre de protons egal au nombre de neutrons,et le nombre de masse A de ces noyaux presque verifie la relation A=2Z.c.a.d que les noyaux des elements leger stables conserve un nombre presque egal de neutrons et de protons.
-pour Z<20:
La region de stabilité est au dessu de la droite N=Z,et le nombre de neutrons N est plus grand que le nombre protons Z,ce qui prouve que la stabilité du noyau dans ce cas ne peut pas etre realisée sauf si le nombre de neutrons est superieur au nombre de protons.
4-الانواع الاساسية للانشطة الاشعاعية:Les types principals des radioactivités
النوى الموجودة خارج منطقة الاستقرار نوى غير مستقرة,وتنقسم حسب موقعها بالنسبة لمنطقة الاستقرار اللى ثلاثة انواع:
-نوى ثقيلة(N و Z كبيران):وهي تحتوي على عدد كبير من النويات,ولكي تقترب من منطقة الاستقرار فانها تتفتت باعثة نوى الهيليوم.تسمى هذه الاخيرة دقائقα.نقول ان هذه النوى الثقيلة اشعاعية النشاطα.
-نوى تقع فوق منطقة الاستقرار:وهي تحتوي على فائض عدد النوترونات مقارنة مع نوى منطقة الاستقرار.
وتتفتت هذه النوى باعثة الكترونات,تسمى دقا-^β.نقول ان هذه النوى اشعاعيةالنشاط-^β.
-نوى تقع تحت منطقة الاستقرار:وهي تحتوي على فائض عدد البرونات مقارنة مع نوى منطقة الاستقرار.
وتتفتت هذه النوى باعثة بوزيترونات,تسمى دقائق+^β:نقول ان هذه النوى اشعاعية النشاط+^β.
Les noyaux qui se trouvent à l'exterieur de la region de stabilité sont des noyaux non stables,et il se distingue selon leurs position par rapport à la region de stabilité en trois types:
-noyaux lourds (Net Zgrandes):elles contiennent un grand nombre de nucléons,pour s'aprocher de la region de stabilité elles se desintegrent en emettant des noyaux d'helium.ces derniers s' appelle les particules α.on dit que ces noyaux lourds sont α
radioactifs.
-des noyaux qui se situent au dessu de la region de stabilité:elles ont un exé du nombre de neutrons en comparaison avec les noyaux de la region de stabilité. et ces noyaux se desintégre en emettant des electronsβ^-.on dit que ces noyaux sont de radioactivité β^-.
-des noyaux qui se situent au dessou de la region de stabilité:elles ont un exé du nombre de protons en comparaison avec les noyaux de la region de stabilité. et ces noyaus se desintegrent en emettant des positrons qui s'appellentβ^+:on dit que ces noyaux sont de radioactivité β^+.
5-التحولات النووية التلقائية-النشاط الاشعاعي:Les transformations nucléaires spontanées
a-قانون الانحفاظ:قانون سودي:Loi de conservation:Loi de soddy
خلال تحول نووي تنحفظ الشحنة الكهربائية Zوكذلك العدد الاجمالي للنويات A.
Au cours d'une transformation nucléaire la charge electrique Z se conserve et aussi le nombre globale des nucléons A.
b-الانشطة الاشعاعية βوαوLes radioactivtésα,βetɣ:ɣ
-النشاط الاشعاعيLa radioactivitéα: α
النشاط الاشعاعي α تفتت نووي طبيعي وتلقائي,تتحول خلاله نواة اصلية الى نواة متولدة ببعث نواة الهيليوم.
La radioactivité α est une desintegtation nucléaire ,naturelle et spontanée,au cours de laquelle un noyau mere se transforme en un noyau fils en emettant un noyau d'hlium.
-النشاط الاشعاعي-^β
النشاط الاشعاعي-^β تفتت نووي طبيعي وتلقائي,تتحول خلاله نواة اصلية الى نواة متولدة ببعث الكترون يسمى-^β.
la radioactivité β^- est une desintegration nucléaire,naturelle et spontanée,au cours de laquelle un noyau mere se transforme en un noyau fils en emettant un electron appelé β^-.
-النشاط الاشعاعي+^β
النشاط الاشعاعي+^β تفتت نووي طبيعي وتلقائي يظهر عموما بالنسبة للعناصر الاشعاعية الاصطناعية حيث تتحول اثناءه النواة الاصلية الى نواة متولدة ببعث بوزيترون يسمى دقيقة +^β.
la radioactivité β^+ est une desintegration nucléaire ,naturelle et spontanée qui apparait en general pour les elements radioactifs artificiels ou' un noyau mere se transforme en un noyau fils en emettant un positron appelé β^+
-النشاط الاشعاعيɣ
الاشعاعɣعبارة عن موجات كهرمغناطيسية ذات طاقة كبيرة جدا,وهو يواكب الانشطة الاشعاعية αو-^βو+^β حيث تكون النواة المتولدة في حالة اثارة,ولفقدان طاقة اثارتها,فانها تتخلص من فائض الطاقة هذا ببعث اشعة ɣ.
le rayonnement ɣ sont des ondes electromagnetiques d'energie trés grande,il accompagne les radioactivités α,β^- et β^+ ou' un noyau fils se trouve en etat d'exitation,et pour perdre son energie d'exitation,il se debarasse de l'exé de cet energie en emettant des rayonnement ɣ.
6-التناقص الاشعاعي:Decroissance radioactive
النشاط الاشعاعي ظاهرة عشوائية تحدث تلقائيا,اذ لا يكن التنبؤ باللحظة التي يحدث فيها التفتت ولا يمكن تغيير خاصيات هذه الظاهرة.
La radioactivité est un phenomene aléatoire qui se produit spontanement,en effet on ne peut prevoire l'instant de desintegration et on ne peut pas changer les propriétés de ce phenoméne.
TEXTE
je suis radioactif
Oui,je suis radioactif,d'ailleurs vous aussi.la radioactuvité naturelle d'un homme est en effet d'environ 100 becquerels par kilogramme et comme je pése 80Kg,ma radioactivité est d'environ 8 000Bq.si vous ete une femme de 55Kg,votre radioactivité naturelle est d'environ 5 500Bq.
Mais c'est beaucoup 8 000Bq?qu'est ce que cela presente"1Bq"?est ce que je suis endanger?
Le becquerel est une toue petite unité que tout le monde devrait connaitre tant on s'en sert dés qu'il s'agit de radioactivité et tant elle est simple:les elements radioactifs sont instables,ils sibissent des reactions dites"nucléaires" parce qu'elle concernent leurs noyaux.au cours de ces reactions,qui sont spontanées,les noyaux des atomes "radioactifs" se desintegrent pour former d'autres noyaux,de maniére aléatoire,au bout d'un certain temps.en se desintegrant,la matiére emet des radiations qui peuvent etre des noyaux d'helium,des electrons,de la lumiére de tres haute énergie,et bien d'autres choses plus exotiques.le nombre de becquerels d' un morceau de matiere,cest le nombre de desintegrations par sconde.or tout corps humain contient un peu de potassium 40 et de carbone 14.ce sont deux elements radioactifs qui emettent en permanance des radiations dans notre corps.le carbone 14 se transforme lentement en azote 14 en emettant essenciellement un electron;quand au potassium 40 ,il se transforme d'une maniére analogue soit en calcium 40,soit en argon 40.Mon corps est donc irradié en permanance par 8 000 reactions nucléaires toutes les secondes.heureusement,je suis un grand assemblage d'environ 50 milliards de milliards de milliards d'tomes,et 8 000 c'est peu,bien que parfaitement mesurable.
si je vous asséne ces quelques chiffres ,c'est parce que ma passion des ordres de grandeur me reprend à chaque fois q'un journal donne des chifres sans les comparer à d'aures.ce fut le cas en avril 2001,lrsque le monde se fit l'echo des accusations de la CRIIRAD.cette" commission de recherche et d'information independante sur la radioactivité"est une association privée d'ont l'etiquette "independante" signifie qu'elle n'a rien d'officiel.D'aprés la CRIIRAD donc qui avait effectué 3 000 prelevements pour en arriver àces conclusions alarmantes,le nuage de Tchernobyl avait produit ,en arrosant la france au printemps 1986 ,une grave contamination radioactive au cesium 137 qui,en l'an 2 000 atteignait 5 000Bq par metre carré dans certains endroits du Languedoc et 50 000 Bq par metre carré dans le Mercantour.
combien de gens ces nombres à beaucoup de zeros ont-ils effrayés? quel profit La CRIIRAD tentait-elle de tirer de cette manipulation des espris?si elle avait utilisé une grande unité,par exemple la curie(Ci) qui est la radioactivité d'un gramme de radium 226(37 milliards de desintegrations par seconde),la radioactivité de certains petits creux de ravins du Mercantour n'aurait été que de 1,4millioniéme de curie et cela aurait moins faitb sensation .je reve que davantage de journalistes aient des de reflexes de physiciens et relativisent toutes choses en considerant leurs ordres de grandeur avant d'en faire leurs gros titres.
5 000 Bq,dans certains endroits du Languedoc ,c'est donc parfaitement mesurable avec un compteur Geiger moderne,qui est en effet trés sensible,mais c'est moins que la radioactivité naturelle de la personne qui a fait la mesure! reunir six personnes dans un ascenseur concentre sur 1 metre carré une radioactivité de 50 000Bq,autant que ce maximum alarmant enregistré sur ce que certains appellent les taches de "léopard" du Mercantour.combien de gens realisent-ils que le granit etant 100 fois plus radioactifs que l'homme,il suffit d'un caillou engranit de 5Kg(à peine quelques centimetres de trotoir)pour atteidre à nouveau les memes 50 000Bq considerés par la CRIIRAD comme une catastrophe?
Si la CRIIRAD accuse les pouvoirs publics d'avoir dissimulé l'existance de graves dangers liés au passage du nuage de Tchernobyl,il serait logique que la méme CRIIRAD demande l'interdiction des ascenseurs à six personnes,et celle des trotoirs en granit ,ainsi bien sur que l'escalade à Chamonix et les promenades en Bretagne,non?
je ne suis pas pronucléaire.j'aimerais bien, au contraire, qu'on puisse eviter d'avoir recours aux centrales nucléaires pour produire l'energie du futur.Mais est- ce possible?pas sur.ce debat est d'une importance capitale pour l'avenir de nos modes de vie.afin que chaque citoyen puisse y participer sereinement sans se laissetr abuser par la propagande de tel ou tel groupe de pression,sans se contenter d'echanger des slogans,il suffirait que chaque citoyen aprenne un minimun des notions relativement simples sur la radioactivité.
انا مشع
نعم ,انامشع,بالمناسبة انتم ايضا.النشاط الاشعاعي الطبيعي الشخص يقارب 100 بكريل للكيلوغرام وبما انني ازن 80 كيلوغرام,نشاطي الاشعاعي يقارب 8000Bq.اذا كنت امراة تزنين 55كياوغرام,فان نشاطك الاشعاعي الطبيعي يقارب
5500Bq.
ولكن كثيرا 8000Bq? ماذا يمثل هذا?"1بيكريل"?هل انا في خطر?
البيكريل هي وحدة صغيرة جدا التي يجب ان يعرفها الجميع ما دمنا نستعملها كلما تعلق الامر بالنشاط الاشعاعي وما دامت بيسطة: العناصر المشعة تكون غير مستقرة,وتخضع لتفاعلات مسماة"نووية" لانها تهم النوى.خلال هذه التفاعلات التلقائية,نوى الذرات"المشعة"تتفتت لتكون نوى اخرى,بصفة عشوائية,خلال مدة معينة.اثناء تفتتها ,تبعث المادة اشعاعات التي يمكن ان تكون نوى هيليوم,الكترونات,ضوء ذو طاقة جد مرتفعة واشياء اخرى اكثر غرابة. عدد البيكريلات لقطعة من المادة,هو عدد تفتتاتها في كل ثانية.ولكن جميع اجسام الناس تحتوي على قليل من البوتاسيوم 40 والكربون 14. وهما عنصران مشعان يبعثان بصفة دائمة اشعاعات في اجسامنا.يتحول الكربون 14 ببطء الى الازوت 14 ببعث الكترونات خاصة,والذي يتحول بكيفية مماثلة اما الى الكالسيوم 40 واما الى الارغون 40.جسمي اذن يتعرض للاشعاع بصفة مستمرة ب 8000 تفاعل نووي كل ثانية.لحسن الحظ انا عبارة عن تجمع لما يقارب 50 مليار مليار الميليار من الذرات, و8000 عدد صغير رغم انه مقاس بوضوح.
اذا كنت اسوق لكم بعض هذه الارقام,فلان صبري على رتب القدر ينفذ كلما اعطت جريدة ارقاما دون مقرنتها باخرى.وهذا ما حدث في ابريل 2001 ,عندما كانت جريدة "le monde" صدى لاتهاماتLa CRIIRADهذه"البعثة المستقلة للابحاث والاعلام في مجال النشاط الاشعاعي" وهي جمعية خصوصية شعارها"مستقلة" يعني انه لاشيء رسميا لديها.حسبLa CRIIRAD,اذن التي انجزت 3000 اخيذة لتصل الى هذه الاستنتاجات المنذرة,سحابة تشرنوبيل احدثت بامطار فرنسا ربيع 1986,عدوى اشعاعية خطيرة با لسزيوم 137 والتي بلغت 500بيكريل في المتر المربع سنة 2000 في بعض انحاءLanguedocوفيMercantour.
كم من الناس ارعبت هذه الاعداد ذات الاصفار الكثيرة?ما هو الربح الذي تحاولLa CRIIRAD ان تجنيه بتناول العقول?لو انها استعملت وحدة كبيرة مثلا الكوريCi التي هي النشاط الاشعاعي لغرام واحد من الراديوم226(37مليار من التفتتات في الثانية),النشاط الاشعاعي لبعض الاودية الصغيرة لMercantourلم يكن ليكون سوى1,4على المليون من الكوري وهذا كان سيكون اقل احساسا به.احلم بزيادة من الصحفيين يكون لهم رد فعل الفيزيائيين وينسبون كل شيء آخذين في الاعتبار رتب قدرها قبل ان تجعل منها عناوينها الكبيرة.
5000بيكريل في بعض انحاءLanguedoc انها اذن مقاسة بوضوح بمقياس جيجر حديث,والذي هو بالناسبة جد حساس,ولكنه اقل من النشاط الاشعاعي الطبيعي للشخص الذي قام بالقياس! ان تجمع ستة اشخاص في مصعد يركز في 1متر مربع نشاط اشعاعي قدره 50000 بيكريل بقدرما هذا القم القصوي المنذروالسجل على ما يسميه البعض"بقع فهد"Mercantour.كم من الناس تحقق ان الغرانيت هو100مرة اكثر اشعاعامن الانسان.يكفي حجرا من الغرانيت يزن5كيلوغرام(فقط بعض السنتمترات من الرصيف) لنصل من جديد نفس 50000بيكريل المعتبرة من طرفLa CRIIRADككارثة.
اذا كانت LA CRIIRAD تتهم السلطات العمومية انها اخفت وجود اخطار كبيرة مرتبطة بمرور سحابة تشرنوبيل ,سيكون منطقيا ان نفس La CRIIRAD تطالب منع المصاعد التي تحتوي على ستة اشخاص,ومنع الارصفة الغرانيتية ,وكذلك ايضا تسلق جبال Chamonix والتجول في بريطانيا,لا?
لست من مؤيدي النووي.على العكس احب جدا ان نستطيع تجنب الجوء الى المفاعلات النووية لانتاج الطاقة في المستقبل.ولكن هل هذا ممكن?ليس اكيدا. هذه المواجهة هي ذات اهمية بالغة لمستقبل طرق حياتنا. لكي يشارك جديا كل مواطن دون ان يترك نفسه لاستغلال اشهار هذا الجمع الضاغط اوذاك ودون القبول بتبادل الشعارات,سيكفي ان يتعلم كل مواطن القليل من المفاهيم البسيطة نسبيا تتعلق بالنشاط الاشعاعي
الدرس الرابع
النوى,الكتلة والطاقة
Noyaux,masse et energie
1-التكافؤ"كتلة-طاقة":Equivalence"masse-energie"l
-علاقة اينشتاين:Relation d'einstein
تمتلك كل مجموعة كتلتهاm, في حالة سكون,طاقة Eتسمى طاقة الكتلة تعبيرها هوE=mc^2
Chaque systeme de masse m au repos,possede une energie E appelée energie de masse d'expression:E=mc^2
2-طاقة الربط:Energie de liaison
a-النقص الكتلي:Defaut de masse
نسمي النقص الكتليm∆ لنواة ,الفرق بين مجموع كتل النويات وكتلة النواة.النقص الكتلي مقدار موجب.
On appelle defaut de masse ∆m d'un noyau,la diference entre les masses des nucléons et la masse du noyau.le defaut de masse est une grandeur positive.
b-طاقة الربط:Energie de liaison
يعزى تماسك النواة الى وجود قوى تجاذبية بين النويات,تسمى قوى التاثيرات البينية القوية,شدتها كبيرة جدا مقارنة مع قوى التنافر الكهرساكن بين البروتونات.لفصل نويات نواة يجب اعطاؤها طاقة,تسمى طاقة الربطEl.وحسب علاقة التكافؤ بين الكتلة والطاقة فان النقص الكتلي لنواة يكافئ الطاقة التي يلزم اعطاؤها لفصل نوياتهاEl=mc^2.
طاقة الربط لنواة هي الطاقة التي يجب اعطاؤها لنواة في حالة سكون لفصل نوياتها وتبقى في حالة سكون.
La cohesion du noyau est attribuer à l'existance des forces attractives entre les nucléons,qui sont appelés les forces d'interactions fortes,leurs intensité est trés grande en comparaison avec les forces repulsives electrostatiques entre les protons.pour separer les nucléons d' un noyau il faut leurs donner une energie,appelée energie de liaison El.et selon la relation d'equivalence entre la masse et energie le defaut de masse d'un noyau est equivalent à l'energie qu'on doit apporter pour separer ses nucléons El=mc^2.
c-طاقة الربط بالنسبة لنوية:Energie de liaison par nucléon
نسمي طاقة الربط بالنسبة لنوية نسبة طاقة الربط للنواةElالى عدد النوياتA.كلما كانت طاقة الربط بالنسبة لنوية كبيرة,كلما كانت النواة اكثر استقرارا.
On appelle energie de liaison par nucléon le rapport de l'energie de liaison du noyau El et le nombre de nucléonsA.l'energie de liaison par nucléon est grande si le noyau est plus stable.
3-منحمى (اسطون):Courbe (d'aston)u
لمقارنة مختلف النوى, نخط المنحنى الممثل لتغيرات مقابل طاقة الربط بالنسبة لنوية بدلالة عدد النويات.يسمى هذا المنحنى:منحنى (اسطون)
-بالنسبة ل Aمحصور بين 20 و195:نلاحظ على المنحنى قيما دنيا تقارب8Mev/nucléon.وتضم هذه المنطقة النوى الاكثر استقرارا والتى تتمركز حول نواة الحديد.وتعتبر هذه الاخيرة من النوى الاكثر استقرارا,الشيء الذي يفسر وجودها في الكون بكثرة.
-بالنسبة لA اصغر من20و أكبر من 195:نلاحظ ان طاقة الربط بالنسبة لنوية لهذه النوى ضعيفة,الشيء الذي يبين ان هذه النوى غير مستقرة.ويمكن لهذه النوى الغير المستقرة ان تتحول الى نوى اكثر استقرارا وفق نوعين من التفاعلات النووية:
*النوى الثقيلة(A>195)غير المستقرة تنشطر الى نواتين خفيفتين,تسمى هذه الظاهرة الانشطار النووي.
*النوى الخفيفة(A<20) تتحد فيما بينها لتعطي نواة اكثر ثقلا,وتسمى هذه الظاهرة الاندماج النووي. وتجدر الاشارة ان الانشطار والاندماج تفاعلان نوويان محرضان.
Pour comparer les differents noyaux,on trace la courbe qui represente les variations de l'oposé de l'energie de liaison par nucléon en fonction du nombre de nucléons.on appelle cette courbe:la courbe (d'aston).
-pour A compris entre 20et195:on observe sur la courbe des valeurs minimales proches de 8Mev/nucléon.cette region renferme les noyaux les plus stables qui sont concentrés autour du noyau de fer.cette derniére est consédérée parmis les noyaux les plus stables ,ce qui explique son existance dans l'unlvers en grandes quantités.
-pourA<20 et A>195:on observe que l'energie de liaison par nucléon pour ces noyaux est faible,ce qui montre que ces noyaux sont instables.et ces noyaux instables peuvent se transformer en noyaux plus stables selon deux types de reactions nucléaires:
*les noyaux lourds(A>195) instables se fissionent en deux noyaux legers,on appelle ce phenoméne la fission nucléaire.
*les noyaux leges(A<20) ils s'unissent entre eux pour donner un noyau plus lourd,on appelle se phenoméne la fusion nucléaire.et il est important de signaler que la fission et la fusion sont deux reactions nucléaires provoqués.
?هل الاشعاعات النووية مفيدة
est ce que les radiations nucléaires sont utiles?
يعد الطب اول المجالات التي عرفت تطبيقات للانشطة الاشعاعية, بعد اكتشافها من طرف(هنري بيكريل).فقد لاحظ هذا الاخير احمرارا على جلده ناتجا عن حروق احدثتها قطعة من الراديوم كان يضعها في جيب صدريته. اثار هذا الحدث اهتمام(بييركوري) فاعاد التجربة على ذراعه,وتوصل الى ان التقرح الذي يحدثه الاشعاع قد شفي بعد بضعة اسابيع بعد تعريضه مرة اخرى للاشعة.وكانت هذه بداية استعمال النشاط الاشعاعي في معالجة سرطانات الجلد.حاليا تستعمل الاشعاعات النووية في تشخيص بعض الامراض,فالطاليوم201مثلا عنصر مشع له عمر النصف يساوي3,04يوم,يثبت في قلب الانسان,فعند حقن كمية ضئيلة جدا منه في الجسم يمكن بواسطة كاميرا خاصة ,معرفة حالة عضلات القلب.
وتمكن الاشعاعات-^βمن تعقيم ادوات الجراحة ومن القضاء على بعض الخلايا السرطانية.
ا
التاثيرات البيولوجية للنشاط الاشعاعي
les effets biologiques de la radioactivité
تؤثر الاشعاعات النوويةعلى جسم الانسان حسب الكمية التي يمتصها.تستعمل كميات ضئيلة جدا من الاشعاعات النووية في ميدان الطب كعنصر استشفائي,اما لتشخيص الامراض او لمعالجتها.
تشكل كمية الاشعاعات النووية ذات الطاقة العالية ,خطرا على الانسان لانها تتفاعل مع المادة المكونة لجسمه,اذ يمكنها انتزاع الكترونات ذرات خلايا بعض الاعضاء محدثة تشوهات بيوكيميائية.
وتتعلق خطورة هذه الاشعاعات بطبيعة الاشعة وبالكمية التي تمتصها الجسم.
ان اجراءات الوقاية من اخطار الاشعاعات تتعلق بطبيعة هذه الاخيرة.
-الاشعاعاتα:تخترق المادة بصعوبة,اذ تكفي ورقة لايقافها,وتحدث حروقا سطحية على الجلد.
-الاشعاعاتβ اكثر نفاذية منα ويلزم عدة ميليمترات من الالمنيوم لايقافها.تستعمل هذه الاشعاعات في معالجة الخلايا السرطانية.
-الاشعاعاتɣ نافذة بقدر كبير ولايقافها يلزم عدة سنتمترات من الرصاص,وتستعمل في تشخيص الامراض بالصور.
Les radiations nucléaires ont une influence sur le corps hummain selon la quantité qu'il absorbe.de trés petites quantités de radiatins nucléaires sont utilisées dans le domaine medical comme element de guerison ,soit pour diagnostiquer les maladies ou pour les traiter.
Les radiations nucléaires de haute energie constitue un danger pour l'homme car elles reagit avec la matiére qui le constitu,elles peuvent arracher les electrons des atomes des cellules de quelques organes en produisant des deformations biochimiques.
Le danger de ces radiations dependent de la nature des rayons et de la quantité que le corps absorbe.
Les actions préventives des dangers des radiations dependent de la nature de ces derniéres.
-Les radiationsα: traversent dificillement la matiére,en effet une feuille suffit pour les arréter,et elles produisent des brulures supperficielles sur la peau.
-Les radiationsβ sont plus penetrantes queα et il faut plusieurs mm d'alluminium pour les arréter. ces radiations sont utilisées dans le traitement des cellules ,consereuses.
-Les radiationsɣ sont trés pénetrantes et pour les arreter il faut qulques centimétres de plomb,et elles sont utilisées pour diagnostiquer les maladies en photos.
Equivalence masse et energie
Les consequences de la theorie de la relativité a une grande influence sur le changement des scientifiques leurs notions envers l'univer et les lois physiques.EN Faisant ecarter l'idée d'existance de l'ether aouvert le champ pour plusieurs questions concernant de nombreuses phenoménes physiques comme l'electromagnetisme et comment se deplacent la lumiére et les ondes radio et TV.
La theorie de la relativité enonce que ces phenoménes y compris la lumiére ne sont pas uniquement des phenoménes mais ce sont des objets materiels ayant une masse et l'energie aussi est une masse et qu'on peut transformer la masse en energie et l'energie en masse...cela nous pausse a dire que la masse d'une tige de fer augmente lorsque elle s'aimante et aussi les informations enregistrés sur le disque dur fait croitre sa masse car ces informations s'y enregistrent par variation du champ magnetique et que la masse de la pile utilisée pour allumer une lampe ou la radio,diminue en utilisant l'energie chimique emagazinée dans clle ci.
Par son equation connue E=mc^2 le scientifique einstein enonce que la lumiére a une masse...il etait incapable d'expliquer comment la lumiére se deplace d' un endroit a un autre sauf en attribuant à la lumiére une masse et poid.
La loi d'equivalence de masse et energie a de grande traces en notre temp ,c'est cette loi qui a conduit à dire qu'une trés petite quantité de matiére peut donner une immence quantité d'energie en effet la masse multipliée par le carré de la vitesse donne une trés grande quantité d'energie meme si la masse est trés petite...la premiére confirmation de la loi d'equivalence masse et energie etait lors d'explosion de la bombe atomique en1945.le scientifique einstein a atteint cette loi en pensant que la masse d'un cprps augmente suivant l'equation m=E/c^2 et sur cette base si on veut caculer l'augmentation de masse par aimantation pour une tige de fer alors l'energie magnetique reçue par la tige de fer est trés petite et elle est devisée par le carré de la celerité cela donne une masse trés petite comme dans le cas du calcul de la masse de la lumiére emise par une lampe electrique à cause de la transformation d'energie chimique en energie electrique pour allumer la lampe et cet energie est trés petite et pour ce fait la masse de la lumiére calculée à partir de l'equation precedente est trés petite...mais cela est different lorsque en traite les corps cosmiques par exemple la lumiére produite par le soleil est equivalent à une masse de 4.10^6t/s
المحاضرة (10)........
Mass Energy Equivalence
تكافؤ الكتلة والطاقة
إن لنتائج النظرية النسبية الأثر البالغ في تغيير مفاهيم العلماء تجاه الكون والقوانين الفيزيائية فإلغاء فكرة وجود الأثير فتح المجال للعديد من التساؤلات عن الظواهر الفيزيائية العديدة مثل الكهرومغناطيسية وكيف ينتقل الضوء وموجات الراديو والتلفزيون. وتقول النظرية النسبية إن هذه الظواهر ومنها الضوء هي ليست مجرد ظواهر وحسب بل هي أشياء مادية لها كتلة كما إن الطاقة أيضا كتلة ويمكن تحويل الكتلة إلى طاقة والطاقة إلى كتلة.. وهذا يدفعنا إلى القول إن ساق الحديد تزداد كتلته عندما يتمغنط كما إن المعلومات التي تسجل على القرص الصلب (Hard Disk) تزيد كتلته لأن هذه المعلومات تسجل عليه من خلال تغيرات في المجالات المغناطيسية، والبطارية التي تستخدم في المصباح الكهربي أو الراديو لتشغيله تقل كتلتها باستخدام الطاقة الكيميائية المختزنة بها.. كما إن العالم اينشتين بمعادلته الشهيرة E=mc2 يقول إن للضوء كتلة.. فقد كان اينشتين غير قادر على إعطاء تفسير كيف ينتقل الضوء من مكان إلى آخر إلا بأن يعزو أن للضوء كتلة ووزن.
إن لقانون تكافؤ الكتلة والطاقة له الأثر الكبير في عصرنا الحالي فهو الذي أدى إلى أن مقدار ضئيل جداً من المادة يمكن أن يعطي كمية هائلة من الطاقة حيث أن الكتلة عندما نضربها في مربع السرعة ستنتج مقداراً كبيراً من الطاقة.. مهما كانت الكتلة صغيرة.. وكان أول إثبات عملي لقانون تكافؤ الكتلة والطاقة هو تفجير أول قنبلة ذرية في عام 1945. توصل العالم اينشتين إلى هذا القانون عن طريق تفكيره في إن كتلة الجسم تزداد بزيادة سرعته. وبناء على ذلك فإن طاقة الجسم يجب أن تزداد بازدياد سرعته حسب المعادلة التالية:
وبناء على ذلك فإذا أردنا حساب الكتلة التي يزدادها ساق من الحديد بالمغنطة فإننا الطاقة المغناطيسية التي اكتسبها ساق الحديد وهو مقدار ضئيل على مربع السرعة وتكون الكتلة مقداراً صغيراً جداً كما هو الحال في حساب كتلة الضوء المنبعث من مصباح كهربي نتيجة لتحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربية لإنارة المصباح وهذه الطاقة صغيرة جداً وعليه تكون كتلة الضوء المحسوبة من خلال المعادلة السابقة صغيرا جداً.. ولكن الأمر مختلف تماما في حالة التعامل مع الأجسام الفلكية فعلى سبيل المثال نجد أن الضوء الناتج عن الشمس يعادل كتلة مقدارها 4 مليون طن في الثانية الواحدة!
تكافؤ الكتلة و الطاقة
الكهرباء
الدرس الخامس
RCثنائي القطب-A
Dipole RC
-1-المكثف:Le condensateur
a- تعريف:definition
يتكون المكثف من موصلين يسميان لبوسين بينهما عازل استقطابي.
نسمي شحنة المكثف,الكمية الكهربائية, التي يتوفر عليها احد لبوسيه.لتكن qشحنة اللبوس qA>0)A)وqBشحنة اللبوس(qB<0)في هذه الحالةqA=+qوqB=-q
Le condensateur est constitué de deux conducteurs appelés les armatures separes par un diélectrique.
On appelle la charge du condensateur,la quantité d'electricité,que l'un des ses armatures contient.soit q la charge de l'armature A (qA>0) et qB la charge de l'armatureB(qB<0) dans ce cas qA=+q et qB=-q.
b-العلاقة بين الشحنة وشدة التيار:La relation entre la charge et l'intensité du courant
شدة التيار الكهلابائي هي صبيب الشحن الكهربائية, وهي كمية الكهرباء التي تصل الى لبوس المكثف في وحدة الزمن.
i(t)=dqA/dt
c-العلاقة بين الشحنة والتوتر-السعة:La relation entre la charge et la tension-la capacité
تتناسب الشحنة(qA(tللمكثف مع التوتر(uAB(tبين مربطيه.يرمزلمعامل التناسب بالحرفC,ويسمى سعة المكثف ,وحدته هي الفاراد(F).
La charge qA(t) du condensateur est proportionnelle à la tension uAB(t) entre ses bornes.on symbolise le coefficient de proportionalité par la lettre C,qui s'appelle la capacité du condensateur,son unité est le farad(F).
2-تجميع المكثفات:Association des condensateur
a-فائدة التركيب على التوالي:interet du montage en serie
يمكن هذا التركيب من الحصول على سعة قيمتها اصغر,مع تطبيق توتر عال قد لايتحمله كل مكثف اذا استعمل لوحده.
Ce montage permet d'obtenir une capacité de valeur plus petite,avec application d'une haute tension qui peut etre insuportable par chaque condensateur si il est utilisé seul.
b-فائدة التركيب على التوازي:interet du montage en paralléle
يستعمل هذا التركيب لتكبير السعة.ويمكن,بتطبيق توتر ضعيف,من الحصول على شحنة كهربائية كبيرة قد لايوفرها كل مكثف على حدة.
ce montage est utilisé pour agrandir la capacité.et il permet ,en appliquant une tension,d'obtenir grande charge electrique qui ne peut pas etre obtenue si chaque condensateur est utilisé seul.
c-المعادلة التفاضلية لدارة Equation differentielle du circuit RC:RC
تكتب المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر(uc(t بين مربطي مكثف,في دارة RCخاضعة لرتبة توتر صاعدة على شكل:
ζduc/dt +uc=E مع ζ=RC
L'equation differentielle verifiée par uc(t) entre les bornes d'un condensateur soumis à un echelon de tension croissante s'ecrit sous forme:ζduc/dt +uc=E avec ζ=RC
d-المعادلة التفاضلية لتفريغ مكثف:L'equation differentielle de decharge d'un condensateur
المعادلة التفاضلية التي يحققها التوتر(uc(tبين مربطي مكثف خلال تفريغه في موصل اومي هي:
ζduc/dt +uc=0 مع ζ=RC
L'equation differentielle que verifie la tension uc(t) entre les bornes d'un condensateur au cours de sa decharge dans un conducteur ohmique est:
ζduc/dt + uc=0 avec ζ=RC
الدرس السادس
RLثنائي القطب-B
Dipole RL
1-الوشيعة:La bobine
a-تعريف:Definition
الوشيعة ثنائي قطب يتكون من لفات,من سلك من النحاس,غير متصلة فيما بينها لكونها مطلية ببرنيق عازل للكهرباء
La bobine est un dipole constitué de spires en cuivre non jointives recouvertes d'un vernis isolant
b-التوتر بين مربطي وشيعة:La tension entre les bornes d'une bobine
بالنسبة لوشيعة دون نواة من الحديد,وفي الاصطلاح مستقبل يعبرعن التوتر(UL(t بين مربطي وشيعة بالعلاقة:
(ri +Ldi/dt =UL(t
pour une bobine sans noyau de fer,et en convention recepteur on exprime la tension
UL(t)=ri +Ldi/dt
c-الطاقة المخزونة في وشيعة:L'energie emmagasiner dans la bobine
تتناسب الطاقة المخزونة في وشيعة,معامل تحريضها الذاتيL مع مربع شدة التيار الكهربائي المار فيها.
L'energie emmagasinée dans une bobine,de coefficient d'auto-inductance L est propprionnelle au carré de l'intensité du courant electrique qui parcoure la bobine.
الدرس السابع
متواليةRLCالذبذبات الحرة في دارة
Les oscillations libres dans un circuit RLC serie
1-تفريغ مكثف في وشيعة:Decharge dun condensateur dans une bobine
يؤدي تفريغ مكثف,مشحون,في وشيعة دارة RLC متوالية,الى ظهورذبذبات حرة ومخمدة. نقول ان الدارة RLC المتوالية تكون متذبذبا كهربائيا حرا ومخمدا.
La decharge d'un condensateur,chargé,dans une bobine d'un circuit RLC serie,conduit à l'apparition d'oscillations libres et amorties.on dit que le circuit RLC serie constitu un oscillateur electrique libre et amorti.
a-نظام شبه دوري:Regime pseudo-periodique
وهو نظام يحدث اذا كانت قيمة المقاومة Rصغيرة ,حيث نحصل في هذه الحالة على ذبذبات يتناقص وسعها تدريجيا مع الزمن.
المدة الزمنية الفاصلة بين قيمتين قصويتين متتاليتين للتوتر(Uc(t,تسمى شبه الدور.
C'est un regime qui se produit si la resistance est petite,dans ce cas on obtient des oscillations dont l'amplitude diminue progr
essivement au cours du temp.la durée qui separe entre deux valeurs maximaes consecutives de la tension Uc(t),s'appelle la pseudo-periode.
b-نظام لا دوري:Regime non periodique
عندما تكون R كبيرة جدا,تزول التذبذبات,نظرا لوجود خمود مهم,ويسمى هذا النظام نظام لادوري.
quand R est trés grande,les oscillations disparessent,compte tenu de l'existance d'un amortissement important,ce regime s'appelle regime non periodique.
c-نظام حرج:Regime critique
في الذبذبات الحرة توجد قيمة معينة للمقاومة نرمز لها ب Rcوتسمى مقاومة حرجة.وهي مقاومة تفصل بين النظام شبه الدوري والنظام اللادوري.
ويسمى النظام في هذه الحالة النظام الحرج,وفي هذا النظام يرجع التوتر (U(tالى الصفر بسرعة ودون تذبذب. وتجدر الاشارة الى ان Rcتتعلق بقيمتى LوC.
حسب قيمة Rمقاومة الدارة RLC نميز الانظمة الثلاثة:شبه الدوري والحرج واللادوري,وبالنسبة للنظام شبه الدوري,لا يتعلق شبه الدور بالمقاومة R.
Dans les oscillations il existe une valeur precise de la resistance symbolisée par Rc et s'appelle la resistance critique. c'est une resistance qui separe entre le regime pseudo-periodique et le regime periodique.
Le regime dans ce cas s'appelle le regime critique,et dans ce regime la tension Uc(t) revient vite au zéro et sans oscillations.et il convient de signaler que Rc depent des valeurs de L et de C.
selon la valeur de R la resistance du circuit RLC on distingue les trois regimes: pseudo-periodique,critique et non periodique,et pour le regime pseudo-periodique,la pseudo-periode ne depent pas de la resistanceR.
2-انتقالات الطاقة بين المكثف والوشيعة:Transfert d'energie entre le condensateur et la bobine
-تكون الطاقة الكلية لدارة مثالية LCثابتة وتساوي الطاقة البدئية المخزونة في المكثف.
-خلال الذبذبات غير المخمدة تتحول الطاقة الكهربائية في المكثف الى طاقة مغناطيسية في الوشيعة والعكس.
-L'energie totale d' un circuit ideal LC est constante et il est egale à l'energie initiale emmagasinée dans le condensateur.
-Au cours des oscillations non amorties l'energie electrique dans le condensateur se transforme en energie magnetique dans la bobine et inversement.
3-صيانة التذبذبات:Entretenir les oscillations
يمكن صيانة ذبذبات دارة RLC متوالية والحصول على توتر متذبذب ذي وسع ثابت,باستعمال جهاز يزود الدارة بطاقة تعوض الطاقة المبددة في الدارة بمفعول جول.
On peut entretenir les oscillations d'un circuit RLC serie et obtenir une tension oscillateur d'amplitude constante,on utilisant un appareil qui fournit au circuit une energie compense l'energie dissipée dans le circuit par effet joule.
نص
الكهرباء في الجو
عندما يحصل التفريغ الكهربائي بسرعة من جسم مشحون الى موصل على مقربة منه دون ان يلامسه,تحدث شرارة بين الجسمين.وكان العالم البريطاني(وليام وول) سنة 1708م,اول من علل وميض البرق في السماء بانه شرارة من هذا القبيل على نطاق واسع.
بعد ذلك بحوالي خمسين عاما اجرى العالم الامريكي(بنيامين فرانكلين) تجربة ليحاول البرهنة على ان التفريغ البرقي ناتج فعلا عن الكهرباء.فعمد اثناء عاصفة رعدية الى استعمال طائرة ورقية معلق بها معدني تتصل نهايته السفلى بخيط حريري امد به. وقد وصل فرانكلين بالخيط الحريري على مسافة امتداد ذراعه مفتاحا معدنيا.ولدى مرور طائرته الورقية عبر سحابة رعدية,قرب (فرانكلين) اصبعه من المفتاح المعدني فانطلقت شرارة عبر الفجوة بينهما. وفي كل مرة كانت تعبر طائرته سحابة رعدية.كان(فرانكلين) يحصل على الشرر عبر الفجوة بين اصبعه والمفتاح.واكد له ذلك ان السحب الرعدية مشحونة بالكهرباء,وان بعض هذه الكهرباء يسري عبر الخيط الحريري المبتل الى المفتاح المعدني,وان تجمع الشحنة على المفتاح يسبب الشرارة عبر الفجوة الى اصبعه.
بالفعل كانت هذه تجربة رائعة لكنها مجازفة خطيرة ولا شك,ومن حسن حظ (فرانكلين) انه نجا,فقد حاول احدهم اعادة التجربة ذاتها فمات مصعوقا بشدة التفريغ.
لكن مجازفة (فرانكلين) لم تذهب عبثا,فبعد ان بين ان البرق هو تفريغ كهربائي راح يصمم وسيلته يقي بها المباني المرتفعة من خطر الصواعق. والا ختراع الذي توصل اليه هو مانع الصواعق, وهو استنتاج منطقي بسيط لتجربة الطائرة الورقية.فقد ثبت قضيبا معدنيا في اعلى المبنى ووصله بسلك الىالارض,وهكذا فانه اذا ضربت صاعقة المبنى اقتيدت الشحنة بامان عبر السلك الى الارض. وقد خففت مانعات الصواعق كثيرا من اخطار الصواعق ومن الدمار الذي كانت تحدثه.
وقد يحدث التفريغ البرقي بين سحابة واخرى او بين السحابة والارض وفي كلتا الحالتين يتم التفريغ في ومضة واحدة تتالف عادة من خمس الى عشر ومضات متقاربة جدا عبر المسار نفسه.ولما كان الفاصل الزمني بين الومضات والاخرى لا يتجاوزبضعة اجزاء من مئة من الثانية فان الومضات المتقطعة تبدو للعين البشرية كومضة واحدة.
وبفعل الحرارة الشديدة الناتجة عن تفريغ تيار الشحنة يتمدد الهواء المجاور, وتكرر التمدد والتقلص الناتج عن تفريغ الومضات الخمس او العشر يحدث امواجا هي الرعد.ونحن نرى البرق اولا ثم نسمع الرعد(مع انهما يحدثان معا في ان واحد) لان الضوء اسرع كثيرا من الصوت.فتخلف سماع الرعد ثلاث ثوان عن رؤية البرق يعني ان التفريغ حدث على بعد كيلومتر واحد منك,اذ ان سرعة الصوت حوالي 0,33كيلومتر في الثانية.
L'électricité dans l'atmosphére
Quand la decharge electrique se produit vite d'un corps chargé à un conducteur proche de lui sans le toucher,une eteiclle se produit entre les deus corps.c'etait le scientifique britanique (wiliam wall) 1708qui est le premier à expliquer la brillance des eclairs dans le ciel par une eteicelle de ce genre sur le vaste domaine.
une cinquantaine d'annés aprés, le scientifique americain(Benjamin Franklin) a realiser une experience pour tenter de prouver que la decharge des eclairs est due effectivement à l'electricité.il a fait recours au cours d'une tempéte tonnereuse à utiliser un avion en papier auquel est suspondu un fil metallique dont l'extrimité inferieur est attaché à un fil en soie.Franklin a attaché au fil de soie le long de son bras une clé metallique.et lorsque son avion en papier a passé par un nuage tonnereu (franklin)fut approcher son doigt à la clé metallique,lorsque une eteicelle a eclérée a travers l'espace entre eux. et chaque fois que son avion traverse le nuage orageu (franklin) obtenait une eteicelle entre son doigt et la clé.cela lui confirmait que les nuages orageux sont chargés d'electricité,et qu'une partie de cet electricité se deplace à travers le fil en soie à la clé,et que le l'accumulation de ces charges sur la clé provoque l'eteicelle à travers l'espace au doigt.c'tait une experience merveilleuse mais sans doute c'etait un risque dangereu,heureusement (franklin) a survecu,quelqu'un a essayé de refaire l'experience et il a eté sidéré par la forte intensité de la decharge ce qui a causer sa mort.
mais le risque dans il a etait exposer (franklin) n'a pas aller en vain,en effet aprés qu'il a montré que l'eclair est une decharge electrique il a commencer à modeleser un moyen pour proteger les batiments de grande hauteur du danger de des foudres.et l'invention qu'il a atteit est le paratonnere qui est une conclusion logique de l'experience de l'avion en papier.(franklin) a fixé une tige metallique en haut du batiment qui a eté lier à la terre par un fil conducteur,et aissi si une foudre frappe un batiment elle sera conduite en securité au sol à travers le fil.
les parafoudres ont asoupli baucoup les dangers des foudres et les destructions que causaient.
il peut arriver que la decharge du tonner soit entre un nuage et un autre ou entre un nuage et la terre et dans les deux cas la decharge se fait en un seul eclat constitué de cinq à dix eclairs separés de trés courtes durées qui suivent le meme chemin.et puisque l'ecart temporelle entre les eclats et les autres ne depasse un centiéme de seconde les eclat discontinus paraissent pour l'oeil hummain comme un seul eclair.
et du fait de la haute temperature produite par la decharge du courant de charge l'air
au voisinage se dilate, la redilatation et repression produites par la decharge des cinq ou des dix eclairs produit des ondes qui sont le tonner.et nous on voit l'eclair en premier puis en entend le tonner(malgré qu'il se produisent en meme temp) car la lumiére se propage plus vite que le son.le retard de l'entende du tonner trois seconde de la vision de l'eclair signifie que la decharge s'est produite à une distance de 1Km de toi en effet la vitesse du son est à peu prés 0,33Km/s.
الميكانيك
La mécanique
الدرس الثامن
قوانين نيوتن
Les lois de newton
1-متجهة السرعة اللحظية-متجهة التسرع اللحظي:Vecteur vitesse instantané-vecteur accélération instantané
a-تعريف1:Definition1
في مرجع معين,تساوي متجهة السرعة اللحظية لمركز القصورG لجسم صلب المشتقة بالنسبة للزمن لمتجهة الوضع
Dans un referentiel donné,le vecteur vitesse instantané du centre d'inertie G d'un corps solide est egal à la derivé par rapport au temp du vecteur position
b-تعريف2
في مرجع معين,تساوي متجهة التسارع امركز القصورGفي لحظةt المشتقة بالنسبة للزمن لمتجهة السرعة في نفس اللحظة.
Dans un referentiel donné ,le vecteur accélération du centre d'inertie G à un instant t la derivé par rapport au temp du vecteur vitesse au méme instant.
2-قوانين نيوتن:Lois de newton
a-القانون الاول لنيوتن او مبدا القصور:La premiére loi de newton ou principe d'inertie
في مرجع غاليلي,اذا كان مجموع القوى الخارجية المطبقة على جسم صلب يساوي متجهة منعدمة,فان متجهة السرعة لمركز القصورG للجسم الصلب تكون ثابتة.وفي المقابل,اذا كانت متجهة السرعة لمركز قصورG الجسم الصلب ثابتة,فان مجموع القوى الخارجية المطبقة على الجسم مجموع منعدم.
Dans un referentiel galiléen,si la somme des forces exterieurs appliquées à un corps solide est nulle,alors le vecteur vitesse du centre d'inertie G du corps solide est constante.et inversement, si le vecteur vitesse du centre d'inertie G du corps solide est constante,alors la somme des forces exterieurs appliquées à ce corps est nulle.
b-القانون الثاني لنيوتن:Deuxiéme loi de newton
في مرجع غاليلي,يساوي مجموع القوى الخارجية المطبقة على جسم صلب جذاء كتلة هذا الجسم ومتجهة التسارع لمركز قصورهG.
dans un referentiel galiléen, la somme des forces exterieurs appliquées à un corps solide est egale au produit de la masse de ce corps et le vecteur accéleration de son centre d'inertie.
c-القانون الثالث لنيوتن:Troisiéme loi de newton
نعتبر جسمينA,B في تاثير بيني,سواء كان الجسمان في حركة او في سكون فان القوة المطبقة من طرف الجسم AعلىB والقوة المطبقة من طرف الجسم BعلىA متقابلتان.
On considere deux corps A et B en interaction,soit les deux corps sont en mouvement ou au repos ,la force exércée par le corps A sur B et la force exércée par le corps Bsur A sont opposées.
3-الحركة المستقيمية المتغيرة بانتظام:Le mouvement rectiligne uniformement varié
تكون لمركز القصور G لجسم صلب حركة مستقيمية متغيرة بانتظام,اذا كان مسارG مستقيميا واذا كانت متجهة التسارع للنقطة Gثابتة خلال الحركة.
Le centre d'inertie G d'un corps solide a un mouvement rectiligne uniformement varié,si la trajectoire de G est rectiligne et si le vecteur accelération du point G est constant au cours du temp.
الدرس التاسع
السقوط الراسي الحر لجسم صلب
Chute verticale libre d' un solide
1-مجال الثقالة:champ de pesenteur
a-وزن جسم:Poid du corps
وزن جسم (اوقوة الثقالة) هو قوة التجاذب التي تطبقها الارض على الجسم عندما يكون في مجال جاذبيتها.
ان وزن الجسم هو مجموعة القوى عن بعد,الموزعة على حجم هذا الجسم. وتمثلها محصلةP=mgتطبق على مركز قصوره.
Le poid d'un corps (ou la force de pesenteur)est la force d'attraction que la terre exerce sur le corps quand il se trouve dans lechamp d'attraction de la terre.
Le poid du corps est l'ensemble des forces à distance,repartient sur le volume de ce corps.il est representé par la resultante P=mg qui s'exerce sur le centre d'inertie du corps.
b-مجال الثقالة:Champ de pesenteur
مجال الثقالة في مكان ما هو خارج قسمة وزن جسم موجود في هذا المكان على الكتلة mلهذا الجسم.
Le champ de pesenteur en un lieu est le resultat du quotient du poid d'un corps qui se trouve dans ce lieu et la masse m de ce corps.
2-حركة السقوط الراسي الحر:Mouvement de chute verticale libre
عندما نطلق اجساما مختلفة في الهواء(كرية فولاذية,قطعة فلين,ريشة...) نلاحظ ان هذه الاجسام تصل الى الارض بكيفية غير منتظمة,وان مساراتها مختلفة.وسبب هذا الاختلاف راجع الى اختلاف اشكالها وكثافتها,ذلك ان تاثير الهواء على هذه الاجسام يرتبط بهذه الخصائص.وكلما كان الجسم انسيابي الشكل وذا كثافة عالية,كلما قل تاثير الهواء عليه.في هذه الحالة,يمكن اعتبار الجسم,في مجال محدود,خاضعا لقوة الثقالة فقط (نهمل القوى المقرونة بتاثير الهواء):نقول ان حركة مركز قصورG الجسم حركة سقوط حر.
-السقوط الحر لجسم صلب هو حركة مركز قصوره Gفي مرجع ارضي عندما يخضع هذا الجسم لقوة الثقالة فقط. ويكون السقوط الحر راسيا اذا كان مسارG مستقيميا.وتتحقق هذه الحالة عند اطلاق الجسم بدون سرعة بدئية اوعند ارساله بسرعة بدئية متجهتها راسية.
-اثناء السقوط الحر لجسم صلب بدون سرعة بدئية تساوي متجهة التسارع لمركز القصورG للجسم الصلب متجهة مجال الثقالة.
في مجال محدود تكون متجهة مجال الثقالة ثابتة,وبالتالي متجهة التسارع لمركز القصورG راسية,ومنحاها نحو الاسفل ومنظمها ثابت.
Quand on lache des differents corps dans l'air(une boule en acier,un morceau de liége,une plume...) on observe que ces corps atteignent la terre d'une façon non reguliére,et que leurs trajectoires sont differentes.et la cause de cette difference revient à leurs formes et leurs densités;et ceci car l'influence de l'air sur ce corps est lié à ces propriétés.et plus que la forme corps est aérodynamique plus que l'influence de l'air est petite.dans ce cas,on peut consederer le corps,dans un interval limité ,est soumis à la force de pesenteur uniquement(on neglige les forces associées à l'action de l'air):on dit que le mouvement du centre d'inertie G du corps est un mouvement de chute libre.
-La chute libre d'un corps solide est le mouvement du centre d'inertie G dans un referentiel terrestre lorsque ce corps est soumis uniquement à la force de pesenteur.
La chute libre est verticale si la trajectoire de G est rectiligne.ce cas est verifié lorsque on lache le corps sans vitesse initiale ou lorsque on le lance avec une vitesse initiale de vecteur vertical.
-au cours de la chute libre d'un corps solide sans vitesse initiale,le vecteur vitesse accélération du centre d'inertie du corps solide est egal au vecteur champ de pesenteur.
dans un interval limité le vecteur champ de pesenteur est constant,et donc le vecteur accélération du centre d'inertie G est verticale,son sens est vers le bas et son intensité est consta
الدرس العاشر
حركة قذيفة في مجال الثقالة المنتظم
Mouvement d'un projectile dans un champ de pesenteur uniforme
1-متجهة السرعة:Vecteur vitesse
اثناء السقوط الحر بسرعة بدئية توجد في المستوى الراسي(o,i,j) لمعلم متعامد وممنظم Rوتكون زاويةα مع المحور(o,i,j),تكون احداثيات متجهة السرعة لمركز قصو القذيفةفي المعلم Rهي:
vx = dx / dt = v0.cos α
vy = dy / dt = - g.t + v0.sin α
vz = dz / dt = 0
au cours d'une chute libre sans vitesse initiale dans un plan vertical (o,i,j) d'un repére orthogonal et orthonormé R,la vitesse initiale fait un angle α avec l'axe (o,i,j),les coordonés du vecteur vitesse du centre d'inertie du projectile dans le repére R sont:voir si dessu
2-المعادلات الزمنية للحركةEquations horaires du mouvement
اثناء السقوط الحربسرعة بدئية توجد في المستوى(o,i,k) لمعلم متعامد وممنظم وتكون زاويةα مع المحور(o,i,j),تكون احداثيات مركز قصور القذيفة في المعلم هي:
x = v0.cos α.t
y = - ½ g t² + v0.sin α .t
z =0
au cours d'une chute libre sans vitesse initiale dans un plan vertical (o,i,j) d'un repére orthogonal et orthonormé R,la vitesse initiale fait un angle α avec l'axe (o,i,j),les coordonés du centre d'inertie du projectile sont:voir ci dessu
3-المسار:Trajectoire
مسار مركز قصور قذيفة في سقوط حر بسرعة بدئية غير راسية هو مقطع من شلجم ينتمي الى المستوى الراسي الذي يحتوي على متجهة السرعة.
La trajectoire du centre d'inertie d'un projectile en chute libre avec vitesse initiale non verticale est portion de parabole qui appartient au plan vertical auquel appartient le vecteur vitesse.
الدرس الحادي عشر
حركة دوران جسم صلب حول محور ثابت
mouvement de rotation d'un solide autour d'un axe fixe
1-الافصول الزاوي-السرعة الزاوية- التسارع الزاوي:Abscisse angulaire-vitesse angulaire-accélération anggulaire
تكون لجسم صلب غير قابل للتشويه حركة دوران حول محور ثابت ∆ اذا كانت جميع نقط هذا الجسم في حركة دائرية ممركزة على هذا المحور باستثناء النقط المنتمية للمحور∆. ويمكن تحديد موضع نقطة متحركة من الجسم,في مرجع ارضي نعتبره غاليليا,في لحظة tبالافصول الزاوي.
Un corps solide indeformable a un mouvement de rotation autour d'un axe fixe ∆ si tout les points de ce solide sont en mouvement circulaire centré su cet axe sauf les points qui appartiennent a l'axe ∆.et on peut determiner la position d'un point en mouvement du corps,dans un referentiel terrestre qu'on considere galiléen,à un instant t par l'abscisse angulaire.
a-الافصول الزاوي:Abscisse angulaire
الافصول الزاوي للنقطة المتحركة من جسم في حركة دوران حول محور ثابت ∆ هو الزاوية ϴ بحيث:
→ →
ϴ=(ox,oM)
L'abscisse angulaire d'un point en mouvement d'un corps en mouvement de rotation autour d'un axe fixe∆ est l'angle ϴ tel que:
→ →
ϴ=(ox,oM)
b-السرعة الزاوية:Vitesse angulaire
تساوي السرعة الزاوية لنقطة متحركة من جسم صلب في دوران حول محور ثابت في كل لحظة المشتقة بالنسبة للزمن للافصول الزاوي لهذه النقطة:
ω=dϴ/dt
La vitesse angulaire d'un point en mouvement d'un corps solide en rotation autour d'un axe fixe est egale à chaque instant la derivé par rapport au temps de l'abscisse angulaire de ce point:
ω=dϴ/dt
c-التسارع الزاوي:Accélération angulaire
يساوي التسارع الزاوي,لنقطة متحركة من جسم صلب في دوران حول محور ثابت في كل لحظة,المشتقة بالنسبة للزمن للسرعة الزاويةلهذه النقط في نفس اللحظة:α=dω/dt=d^2ϴ/dt^2
L'accélération angulaire,d'un point en mouvement d'un corps solide en rotation autour d'un axe fixe est egale à chaque instant, à la derivé par rapport au temp de la vitesse angulaire de ce point au meme instant:α=dω/dt=d^2ϴ/dt^2
2-العلاقة الاساسية للتحريك في حالة الدوران حول محور ثابت:Relation fondamentale de la dynamique dans le cas de rotation autour d'un axe fixe.
في معلم مرتبط بجسم مرجعي ارضي,وبالنسبة لمحور ثابت∆ يساوي مجموع عزوم القوى المطبقة على جسم صلب في دوران حول ثابت∆ في كل لحظة,جذاء عزم القصور ∆Jوالتسارع الزاوي αللجسم في اللحظة المعينة:
→
ƩM∆(Fi)=J∆α
Dans un repére lié à un corps referentiel terrestre, et pour un axe fixe∆ la somme des moments des forces exercées sur un corps solide en rotation autour d'un axe fixe∆
,est egale à chaque instant,au produit du moment d'inertie J∆ et l'accélération angulaire α du corps à l'instant donné:
→
ƩM∆(Fi)=J∆α
الدرس الثاني عشر
تقديم مجموعات ميكانيكية متذبذبة
Presentation de systemes mecaniques oscillants
1-تقديم:Presentation
a-تعريف:Definition
المجموعة الميكانيكية المتذبذبة هي مجموعة تنجز حركة دورية من ذهاب واياب,حول موضع توازنها المستقر.و الحركة الدورية هي حركة تتكرر مماثلة لنفسها في مدد زمنية متساوية.
Un systeme mecanique oscillant est un systeme qui effectu un mouvement periodique,d'aller et retour,autour de sa position d'equilibre stable.le mouvement periodique est un mouvement qui se repéte de façon identique à lui meme dans des durées egales.
b-النواس الوازن:Pendule pesant
النواس الوازن هو كل مجموعة غير قابلة للتشويه يمكنها انجاز حركة تذبذبية حول محور ثابت تحت تاثير وزنها.
Le pendule pesant etant chaque systeme indeformable qui peut effectuer un mouvement oscillatoire autour d'un axe fixe sous l'action de son poid.
c-النواس البسيط:Pendule simple
النواس البسيط هو كل نقطة مادية تتارجح على مسافة ثابتة من محور افقي ثابت.عمليا نحقق نواسا بسيطا بتعليق جسم صغير عالى الكثافة بطرف خيط غيرقابل للامتداد وذي كتلة مهملة شد طرفه الثاني الى حامل ثابت.
Le pendule simple etant chaque point materiel oscillante à une distance constante d'un axe fixe.pratiquement on realise un pendule simple en suspendant un petit corps de haute densité à l'extrimité d'un fil inextensible et de masse negligeable son deuxieme extrimité est liée à un support fixe.
d-النواس المرن او المجموعة:جسم صلب-نابض:Pendule elastique ou systeme:corps solide-ressort*
يتكون النواس المرن من جسم صلب مشدود من طرف نابض ذي لفات غير متصلة وكتلة مهملة.الطرف الثاني للنابض مثبت بحامل ثابت
تعزى الحركة التذبذبية للنواس المرن الى القوة التي يطبقها النابض على الجسم,والتي تتعلق بحالة النابض اذا كان مطالا اومظغوطا,اذ تقاوم هذه القوة تشوه النابض,ولذلك تسمى قوة ارتداد.
Le pendule elastique est constitué d'un corps solide fixé à l'extrimité d'un ressort à spires non jointives et de masse negligeable. la deuxiéme extrimité du ressort est fixée à un support fixe.
Le mouvement oscillatoire du pendule elastique est du à la force exercée par le ressort sur le corps,et qui depend de l'etat du ressort s'il est tendu ou compressé,en effet cette force s'oppose à la deformation du ressort,c'est pour cela qu'elle est appelée la force de rappel.
e-نواس اللي:Pendule de torsion
نواس اللي جهاز يتكون من سلك فلزي ثبت احد طرفيه الى حامل,ومن قضيب متجانس معلق من مركز قصوره بالطرف الثاني للسلك.
Le pendule de torsion est constitué d'un fil metallique l'une de ses extrimités est fixé à un support,et d'une tige homogéne suspendue par son centre d'inertie au deuxiéme extrimité du fil.
2-الحركة التذبذبية ومميزاتها:Le mouvement oscillatoire et ses caracteristiques
a-تعريف:Definition
الحركة التذبذبية هي حركة ذهاب واياب حول موضع معين,وهي حركة تميز المتذبذبات الميكانيكية.
والحركة التذبذبية الحرة هي الحركة التذبذبية التي ينجزها متذبذب ميكانيكي دون ان يكتسب طاقة ما من اي مجموعة خارجية بعد احداث حركته.
Le mouvement oscillatoire est un mouvement de va et vient autour d'une position donnée,c'est un mouvement qui caracterise les oscillateurs mecaniques.
Le mouvement oscillatoire est le mouvement effectuépar un oscillateur mecanique sans reçevoire d'energie d'aucun systeme exterieur aprés le mettre en mouvement.
b-مميزات الحركة التذبذبية:Les caracteristiques du mouvement oscillatoire
ان ذبذبات مجموعات ميكانيكية لا يمكنها ان تحدث الا حول موضع التوازن المستقر لهذه المجموعة.
Les oscillations des systemes mecaniques ne peuvent etre sauf autour de la position d'equilibre de ce systeme.
c-وسع الحركة:L'amplitude du mouvement
وسع الحركة لمتذبذب ميكانيكي حر وغير مخمد هو القيمة القصوى الموجبة التي ياخذها المقدار الذي يعبر عن مدى ابتعاد او انحراف المتذبذب عن موضع توازنه المستقر.
L'amplitude d'un oscillateur mecanique et non amorti est la valeur maximale positive que la grandeur qui exprime dans quelle mesure s'eloigne ou s'ecarte l'oscillateur de sa position d'equilibre stable.
e-الدور الخاص:La periode propre
الدور الخاصT0لمتذبذب ميكانيكي حر وغير مخمد هو المدة الزمنية التي تفصل بين مرورين متتاليين للمتذبذب من موضع توازنه المستقر في نفس المنحى.
La periode propre T0 d'un oscillateur mecanique libre et non amorti est la durée qui separe entre deux passages succéssifs de l'oscillateur par sa position d'equilibre stable dans le meme sens.
الدرس الثالث عشر
المظاهر الطاقية
aspects energitiques
1-شغل قوة:Travail d'une force
a-شغل قوة ثابتة:Teavail d'une force constante
→ → → →
-تعبير شغل قوة ثابتة Fنقطة تاثيرهاتنتقل من نقطة Aالى نقطة Bهو: WAB(F)=F.AB
F.AB.COSα=
→
-Lexpression du travail d'une force constanteF son point d'application se deplace
→ → →
d'un point A àun point B est:WAB(F)=F.AB=F.ABCOSα
2-شغل القوة الخارجية المطبقة على طرف نابض:Travail de la force exterieur exercée sur l'extrimité d'un ressort
تعبير شغل القوة التي يطبقها مجرب على الطرف الحر لنابض يجعله ينتقل من موضع A الى موضعB افصولاهما على
→
التواليXA وXB هو:W(Fop)=1/2KXB^2-1/2KXA^2
L'expression du travail de la force exterieur qui est exércée par l'experimentateur sur l'extrimité libre dun ressort le faisant deplacer d'une position àune position d'abscisses succéssivement XA et XB est:voir ci dessu
3-طاقة الوضع المرنة:Energie potentiel elastique
طاقة الوضع المرنة لمجموعة{جسم صلب,نابض}في وضع افقي هي الطاقة التي تختزنها هذه المجموعة من جراء تشويه النابض:
Epe=1/2KX^2+C
وباختيار طاقة الوضع المرنة منعدمة في الموضع الموافق X=0(C=0)n يكون تعبير طاقة الوضع المرنة هو Epe=1/2KX^2 حيث Kصلابة النابض وX اطالته.
L'energie potentiel du systeme{corps solide,ressort} dans une position horizentale est l'energie emmagasiné par ce systeme à cause de la deformation du ressort:
Epe=1/2KX^2+C
et en choisissant l'energie potentielle nulle dans la position X=0(C=0),l'expression de l'energie potentielle elastique est:Epe=1/2KX^2 ou' K est la raideur du ressort et X son elongation.
bottom of page