ما الخاصيه التي تحدد امكانيه انغمار جسم صلب في سائل
في مقال اليوم، نتناول الخاصية التي تحدد إمكانية انغمار جسم صلب في سائل. ستتعرف على ذلك عبر موقع موسوعة، وسنشرح تجربة علمية توضح كيفية الوصول إلى الكثافة في السطور التالية.
- يتساءل الطلاب عن السمة التي تحدد إمكانية غمر جسم صلب في سائل، والإجابة هي الكثافة.
- باستخدام الكثافة، يمكننا تحديد قدرة المواد على الامتزاج مع بعضها البعض. لذلك، قام الباحثون بتجربة وضع كمية من الزيت في كوب من الماء وملاحظة النتائج.
- لاحظ الباحث ظهور قطرات من الزيت على سطح الماء حتى بعد أن قام الباحثون بخلط المكونين معا، لا يزال الزيت موجودا على السطح.
- تعرف الكثافة على أنها كتلة المواد بالنسبة للحجم وتختلف باختلاف شكل المواد، ويمكن قياسها بوحدة المتر المكعب أو السنتيمتر المكعب.
- هناك علاقة بين مساحة المادة وكتلتها التي تعرف بالكثافة، وهي تعتبر من خصائص المادة.
- نحن نحصل على كثافة المادة من خلال ترتيب ذراتها وحجمها وكتلتها.
تجربة الكثافة
نستعرض في هذه الفقرة تجربة الكثافة بشكل مفصل مع عرض نتائج التجربة، وذلك في الأسطر التالية.
- قام علماء الفيزياء بتنفيذ تجربة علمية لتحديد كثافة الأجسام الصلبة داخل المواد السائلة.
- يبدأ الباحث بالحصول على قطعة إسفنجية وألوان طعام ووعاء كبير وقطعة من الحديد، بالإضافة إلى زيت وماء وملعقة عسل.
- يتم وضع تلك المكونات معا داخل الإناء لمدة تصل إلى خمس عشرة دقيقة.
- نلاحظ أن المكونات لم تمتزج معا، وأنها ظهرت بشكل طبقي فوق بعضها البعض، ولكل منها كثافتها الخاصة.
- نرى أن جزيئات الزيت تطفو على السطح، ثم يليها الماء والعسل، وبعد ذلك نضيف قطعة الحديد إلى تلك المكونات ونلاحظ التغيرات التي تحدث عليها.
- الباحث يجد أن قطعة الحديد غطست داخل الإناء وظلت في الأسفل، وعند إضافة مكون آخر مثل حبة عنب نجد أنه يطفو فوق العسل لأن كثافته أقل من المادة السائلة.
- في النهاية، يتم وضع قطعة الإسفنج، وعند وضعها مع المكونات ستطفو على السطح، وذلك لأنها العنصر الأخف وزنا مقارنة بباقي العناصر.
- يمكن أن نستنتج من تلك التجربة أن لكل عنصر خواصه وكتلته التي تميزه عن غيره، وبناء عليه فإن لكل مكون كثافة مختلفة عن الآخر.
جهاز قياس الكثافة
بعد أن ناقشنا الخاصية التي تحدد إمكانية غمر جسم صلب في سائل في بداية المقال، سنتناول في هذه الفقرة جهاز قياس الكثافة في الأسطر التالية.
- يستخدم علماء الكيمياء جهاز المكثف لتحديد كثافة السوائل.
- يتألف الجهاز من زجاج يحتوي على بصلة ويكون بشكل أسطواني، ويستخدم لقياس كثافة جميع أنواع السوائل.
- وبذلك نصل إلى إجابة لسؤال ما هي الخاصية التي تحدد إمكانية غمر جسم صلب في سائل وهي الكثافة.
قانون الكثافة
نستعرض في تلك الفقرة قانون الكثافة بصورة مفصلة فيما يلي.
- وضع العلماء قاعدة علمية لحساب كثافة المركبات، حيث يتمثل القانون في الكثافة = الحجم ÷ الكتلة.
- يمكننا الحصول على كثافة قطعة ملح عن طريق تطبيق القانون واتباع الخطوات التالية.
- مثال:حجم قطعة الملح تساوي ٢٥٠ سم مكعب، ووزنها يساوي ٤٠٠.
- الحل: نبدأ بتطبيق القانون، الكثافة= الحجم÷ الكتلة.
- الكثافة=400÷250=1.6 سم مكعب.
وحدة الكثافة
نتناول في هذه الفقرة وحدة قياس الكثافة بجانب العوامل التي تتأثر بها، كل ذلك في الجمل التالية.
- تقاس الكثافة بوحدة تسمى الكيلوجرام أو السنتيمتر المكعب.
- يلاحظ العلماء تأثير الكثافة بواسطتين أساسيتين وهما الحرارة والضغط.
- الضغط: يبدأ الباحث في وضع المواد تحت ضغط مرتفع، حتى يلاحظ تجمع جزيئات المادة واقترابها من بعضها البعض، وبالتالي يقل حجمها وتزداد كثافتها.
- نستنتج أن هناك علاقة عكسية بين الضغط وحجم المادة، أما الكثافة والضغط فتحدث تشابه وعلاقة طردية بينهما.
- الحرارة: يتم وضع المادة في درجة حرارة عالية، ويتم ملاحظة تباعد الجزيئات عن بعضها البعض والسبب في ذلك هو أن الجزيء لديه طاقة أعلى مما يجعله يبتعد عن أجزاءه، ونستنتج أن هناك علاقة عكسية بين الكثافة والحرارة، وهذا يختلف عن العلاقة التنافرية بين الحجم ودرجة الحرارة.
طرق قياس الكثافة
سنستعرض في هذه الفقرة طرق قياس الكثافة بتفصيل.
- يتم قياس الكثافة عن طريق خطوات عدة، بمحاسبة الحجم ثم كتابة الوحدة وتطبيق قانون الكثافة.
- كتابة الوحدة: يتم استخدام وحدة الكيلو غرام أو السنتيمتر المكعب لقياس الكثافة.
- حساب الحجم: للحصول على الكثافة، يجب قياس الحجم ويمكننا الوصول إلى حجم المادة عن طريق ضرب الطول في العرض في العمق.
- تطبيق قانون الكثافة: يبدأ الباحث في تطبيق قانون الكثافة بعد أن يحصل على حجم المادة وكتلتها، حيث يتم تعريف قانون الكثافة بقسمة الحجم على الكتلة.
تطبيقات حياتية على الكثافة
في هذه الفقرة، نتناول تطبيقات الكثافة في الحياة ونعرض استخداماتها بشكل تفصيلي في السطور التالية.
- وزن الطائرات الجوية: القدرة على تحليق الطائرات في الجو تعتمد على عنصرين أساسيين وهما السرعة والضغط، والارتفاع يتحقق بفضل الكثافة.
- يتمثل دور الكثافة للطائرة في توزيع وزنها لتسمح لها بالطيران، وتختلف كثافة الطائرات بناء على كمية الوقود المستهلكة. كما أن كثافة الطائرة تختلف في جميع أجزائها، حيث تتغير كتلتها وكثافتها بشكل تلقائي مع تغير وزنها وحركتها.
- البواخر والغواصات: تستخدم كثافة الغواصات والسفن على نطاق واسع، وتتسبب قلة الكثافة في ظهور العناصر والمركبات على سطح الماء، مثلما يحدث للسفن حيث تتم تصنيعها وتجهيزها بخزانات موازنة وهي هياكل مصفحة ضخمة يتم ملؤها بكميات كبيرة من الهواء، وبالتالي يمكن للسفينة العوم فوق البحار، أما في الغواصة فإنه يتم تفريغ الخزانات حتى يسهل عليها الغوص في الأعماق.
- الأنابيب: قانون برنولي يوضح أن كثافة السوائل داخل الأنابيب تزداد عندما تكون سرعتها وضغطها أقل، ولذلك وضع هذا القانون ليمكن الخبراء من إنشاء أنابيب وسدود بكثافة صحيحة ومنظمة.
هكذا يتم اختتام المقال عن الخاصية التي تحدد امكانية انغمار جسم صلب في سائل، والتي تم فيها طرق قياس الكثافة، ونتمنى أن يكون قد تم عرض الفقرات بوضوح، ونأمل في متابعتكم لباقي مقالاتنا.
بحث عن المواد الصلبة.. خصائص المواد الصلبة وأنواعها مع الإشارات
المراجع