ما الخاصية التي تفسر تعويم الإبرة على سطح الماء؟
- سيتساءل الكثيرون ما هي الخاصية التي تفسر طفو الإبرة على سطح الماء ، والتي تعود إلى حقيقة أن كثافة الإبرة المعدنية أكبر من كثافة الماء نفسه.
- لذلك ، وجدنا أنه إذا وضعنا هذه الإبرة أفقيًا على الماء ، فسوف تطفو الإبرة على سطح الماء ، بل إنه من الممكن أن يستمر هذا الطفو إلى الأبد ، وبالتالي فإن الخاصية التي تفسر تعويم الإبرة على سطح الماء سطح الماء هو التوتر السطحي.
- تظهر خاصية التوتر السطحي نتيجة الاختلاف الذي يربط جميع خواص الفيزياء لبقية أسطح المواد بشكل عام ، تعمل هذه الخاصية من خلال التقارب الذي يحدث في جزيئات سطح الماء.
السمة التي تفسر تعويم الإبرة على الماء.
- ينتج عن هذا التقارب الذي يحدث رابطة قوية بين جزيئات الماء ، وبهذه الطريقة تكون الطاقة على سطح الماء أكبر من الطاقة الموجودة في الماء نفسه من الداخل.
- هذا التماسك والقوة التي تنتج عنه على سطح الماء ، تجعل الفيلم المتشكل على سطح الماء مقاومة جيدة للتمزق ، وهذا هو سبب طفو أي جسم معدني بأي حجم.
- وبعد تحديد الخاصية التي تفسر تعويم الإبرة على سطح الماء ودراستها في جميع أنحاء العالم ، أصبح من السهل تصنيع السفن والغواصات والمدن المائية الموجودة اليوم ، اعتمادًا على التوتر السطحي. .
التوتر السطحي
- إن حدوث ظاهرة التوتر السطحي لجميع الجزيئات على سطح الماء هو السبب الرئيسي في ظهور سطح الماء مرنًا وظهوره كسطح متماسك بقوة ، والتقارب الذي يحدث في هذه الخاصية يرجع إلى قوة الجذب.
- القوة الجاذبة التي تؤثر على تقارب الجزيئات على سطح الماء تأتي إليها من القاع فقط ، على عكس القوة الجاذبة التي تأتي للجزيئات الموجودة أسفل الماء من جميع الجوانب وبشكل متساوٍ ، لذا فإن تماسكها أقل و أضعف.
- يتم قياس التوتر السطحي علميًا بواسطة طريقة نيوتن / متر ، وهي فعالة للغاية في وحدات الطول من سطح الماء ، ولكن مع الاتجاه المتعامد مع القوة.
- هذه الظاهرة بارزة وقوية للغاية في الماء نتيجة الروابط الهيدروجينية الموجودة بشكل دائم في الجزيئات داخل الماء ، وتعمل على ظهور الفقاعات وسطح الهلال وقطرات الماء.
- كما أن التوتر السطحي هو الذي يرفع كميات الماء التي يحتاجها النبات من خلال الشعيرات الدموية للنباتات ، وهي أيضًا مسؤولة عن ترطيب العديد من المواد وعدم ترطيب المواد المتبقية.
1- تأثير ظاهرة التوتر السطحي مع الشوائب
العناصر التي قد تعجبك:
بيان حالة مدرس أزهري إلكتروني
أسئلة وأجوبة حول محو الأمية.
الفرق بين الدائن والمدين
- تتأثر ظاهرة التوتر السطحي ، التي يمكن أن تحدث بشكل دائم على سطح الماء ، بشكل كبير بالشوائب التي قد تكون موجودة على السطح ، خاصة الشوائب التي لا تقبل الذوبان في الماء.
- إذا كانت بعض الشوائب التي لا تذوب في الماء موجودة على السطح ، فقد ينتج عن ذلك انخفاض أو زيادة في معدل التوتر السطحي للماء ، وأكبر مثال على ذلك هو إضافة الكافور كأحد الشوائب على سطح الماء.
- أما الشوائب التي تقبل الذوبان في الماء فهي لا تغير أي تأثير للسطح بهذه الشوائب ، فهي لا تنقص ولا تزيد ، وأكبر مثال على ذلك هو إضافة الملح كأحد الشوائب إلى السطح. من الماء.
2- تأثير ظاهرة التوتر السطحي على درجة الحرارة
- تعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل الخارجية التي يمكن أن تؤثر سلبًا على خاصية التمزق للسطح ، حيث إنها تقلل من القوى التي تجذب وتربط الجزيئات في الوسط المائي.
- يحدث هذا التأثير السلبي لظاهرة التوتر السطحي مع زيادة درجة حرارة الماء ، فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، انخفض التوتر السطحي عما ينبغي أن يكون.
3- أمثلة فيزيائية للتوتر السطحي
- من أشهر الأمثلة الفيزيائية للتوتر السطحي أننا نجد الماء في المطر أو قطرات الندى تتساقط على شكل قطرة نصف كروية ، ولا تسقط أبدًا في شكل تيارات عمودية وتؤثر على جاذبية الأرض.
- أيضًا ، أحد أفضل الأمثلة الفيزيائية المعروفة التي تشير إلى التوتر السطحي هو حقيقة أن مشبك ورق يطفو على سطح الماء ، على الرغم من كثافته العالية ، يؤثر وتر السطح على الجاذبية ويجعله يطفو.
- وبالمثل ، فإن أحد أهم الأمثلة الفيزيائية لخاصية التوتر السطحي هو تعويم بعض الحشرات على سطح الماء ، وأكبر مثال على ذلك هو حشرة الجريدان ذات الأرجل التي تساعدها في ذلك لإعطائها رشاقة كبيرة في الحركة. .
مبدأ أرخميدس ونظرية الطفو
- اكتشف الفيزيائي الشهير أرخميدس نظرية الطفو التي أطلق عليها علميًا نظرية أرخميدس ، وتم هذا الاكتشاف من خلال قصة ما حدث لأرخميدس مع ملك البلد الذي يعيش فيه.
- في ذلك الوقت أراد الملك تاجًا مصنوعًا من الذهب الخالص ، وبعد صنعه أعطاها التاجر للملك ، وعندما شعر الملك أن هذا التاج قد خدع ، طلب من أرخميدس أن يأتي إليه ليكشف عن الحيلة. .
- نظرًا لأن التحليل الكيميائي لم يكن مألوفًا في هذا الوقت ، لم يخبر أرخميدس الفرق بسرعة ، وبينما كان أرخميدس يستحم ، وجد أن الماء كان يدفع قدمه بحيث تطفو على السطح.
- فوزن التاج وأحضر نفس الوزن من الذهب الخالص ، ثم وضع كل منهما في الماء ووجد أن كتلة السائل المزاح للقطعتين تختلف عن بعضها البعض ، وبالتالي فإن التاج ليس نقيًا حقًا. الذهب كما اشتبه الملك.
نقدم لك أيضًا:
نتيجة لمبدأ أرخميدس ونظرية الطفو
- النتيجة العلمية التي توصل إليها أرخميدس ، والمعروفة علميًا بنظرية أرخميدس ، هي أن أي جسم يوضع في الماء لا يذوب أو يتفاعل مع الماء ينتج شحنة مساوية لوزن السائل الذي يستخرجه الجسم.
- في الواقع ، كان هذا القانون والمبدأ الذي توصل إليه أرخميدس أساسًا لجميع الاختراعات المتعلقة بالمياه ، سواء كانت سفنًا أو غواصات أو مدنًا بحرية عائمة موجودة اليوم.
- مما جعلهم يفكرون علمياً في ظروف طفو السفن سواء كانت خشبية أو معدنية والتي تعتمد على حجمها وشكلها وكميات الهواء تحت هذه المركبات.
- كمية الهواء التي يجب أن توجد بين سطح الماء والمعدن أو الخشب المركب ، تزيد من كثافة القارب نفسه ، مما يجعل كثافته أقل من كثافة الماء نفسه.
- وبهذه الطريقة ، فإن تاجر الذهب الذي خدع الملك وأرخميدس ، والذي كشف خدعه وقت الاستحمام ، هم المساعدون في اكتشاف الخاصية التي تفسر حقيقة أن إبرة تطفو على سطح الماء ، وهي معروف علميا. كخاصية التوتر السطحي.