لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول - سليمان أبو طافش

 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول

 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول
تصميم الصورة : رزان الحموي

تجارب ومشاهدات:

1) عندما نملأ أنبوباُ زجاجياً رفيعاً بالماء فإننا نلاحظ بأن سطح الماء مقعر قليلاً نحو الأسفل، أما لو ملأناه ب|الزئبق| لوجدنا سطح الزئبق محدباً نحو الأعلى.

2) عندما نضع قطرة ماء على سطح أملس فإن القطرة تأخذ شكلاً كروياً مفلطحاً.

3) قطرات الندى المتكونة على أوراق الأشجار لها شكلٌ شبه كروي.

4) تستطيع بعض الحشرات الوقوف والسير فوق الماء.

5) إذا وضعنا إبرة معدنية بهدوء على سطح الماء بشكل أفقي تماماً فإنها لا تغرق.

تلك المشاهدات وغيرها الكثير تجعلنا نتساءل عن سبب كل ذلك، ما الذي يجعل السوائل تتصرف بتلك الطريقة؟

تفسيرات علمية:

ما يجعل سطح الماء مقعراً في الأنبوب هو قوى تجاذب بين |الماء| والزجاج تسحب جزيئات الماء نحو الجدران الزجاجية فتترك فراغاً ضئيلاً في منتصف سطح الماء، تسمى تلك القوى: قوى التلاصق، أما الزئبق فكثافته أعلى بكثير من كثافة الماء ما يعني أن قوى الترابط بين جزيئاته أكبر بكثير من قوى التلاصق ما يجعل جزيئات الزئبق تتجمع عند منتصف سطح الزئبق، تسمى القوى المتبادلة بين جزيئات السائل بقوى التماسك.

إذاً يمكننا قول ما يلي: إذا كانت قوى التلاصق بين جزيئات السائل والسطح المجاور لها أكبر من قوى التماسك بين جزيئات السائل فإن السائل يتقعر نحو الأسفل، وإذا كانت قوى التلاصق أصغر من قوى التماسك فإن السائل يتحدب نحو الأعلى.

إن كل جزيء من جزيئات السائل قريب بما يكفي من جدار الأنبوب يتأثر بثلاث قوى هي: قوة ثقله التي تشده نحو الأسفل، وقوة التماسك بين الجزيئات التي تشده نحو مركز السائل، وقوة التلاصق مع الجدار التي تشده نحو الجدار، وإن شكل سطح السائل داخل الأنبوب يتحدد بمحصلة تلك القوى.

تتعرض جميع جزيئات السائل الموجودة على سطحه إلى قوى تماسك تجعلها مترابطة مع بعضها البعض وكأنها غشاء مرن يستطيع التحدب أو التقعر، وهذه القوى تسبب ما يعرف بظاهرة التوتر السطحي التي تحاول منع اختراق الأجسام الغريبة لهذا الغشاء، وبما أن الحشرة خفيفةٌ جداً فإن قوة ثقلها أقل من قوة التوتر السطحي وذلك ما يجعلها قادرة على الوقوف والسير فوق الماء، وحتى الإبرة المعدنية التي توضع على سطح الماء بحذر وهدوء وبشكلٍ أفقيٍ تماماً لا تمتلك القوة الكافية لاختراق سطح السائل فتبقى طافيةً عليه.

نفس قوة التوتر السطحي هي ما تجعل قطرات الندى أو قطرات الماء فوق الأسطح تأخذ شكلاً شبه كروي ولولا وجود الجاذبية الأرضية لكان شكلها كروياً تماماً.

ما تفسير قوة التوتر السطحي؟

تنشأ قوى التماسك بين |جزيئات| السائل من امتلاكها ل|شحنات كهربائية| مختلفة تولد بينها قوى تجاذب كهربائية تشدها نحو بعضها البعض.

ما هي العوامل المؤثرة على التوتر السطحي؟

يتغير |التوتر السطحي| من سائل إلى آخر تبعاً لكثافته حيث يزداد بزيادتها، ولذلك نجد قوى التوتر السطحي للزئبق أعلى بكثير مما نجده عند الماء، كذلك نجد أن التوتر السطحي لنفس السائل يتعلق بدرجة حرارته فهو ينقص كلما ارتفعت درجة الحرارة.

اقرأ المزيد ...
بقلمي سليمان أبو طافش ✍️