الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين.
الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين.
الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين.، الطاقة هي إحدى صور الوجود، فالكون مكون من أجرام (أجسام) وطاقة. منذ النظرية النسبية لأينشتاين نعرف تكافؤ المادة والطاقة، فالطاقة يمكن أن تتحول إلى مادة وبالعكس يمكن للمادة أن تتحول إلى طاقة. وقد رأينا تحول المادة إلى طاقة في اختراع القنبلة الذرية.
يمكن للطاقة أن تأخذ أشكالًا متنوعة منها طاقة حرارية، كيميائية، كهربائية، إشعاعية، نووية، طاقة كهرومغناطيسية، وطاقة حركية. هذه الأنواع من الطاقة يمكن تصنيفها بكونها طاقة حركية أو طاقة كامنة، في حين أن بعضها يمكن أن يكون مزيجًا من الطاقتين الكامنة والحركية معًا، وهذا يدرس في الديناميكا الحرارية.
جميع أنواع الطاقة يمكن تحويلها مِن شكل لآخر بمساعدة أدوات بسيطة أو أحيانًا تستلزم تقنيات معقدة مثلاً من الطاقة الكيميائية إلى الكهربائية عن طريق الأداة الشائعة البطاريات أو المركمات، أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وهذا نجده في محرك احتراق داخلي، أو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وهكذا.
وقد بينت نظرية النسبية لأينشتاين أن المادة والطاقة هما صورتان لشيء واحد، وعرفنا تكافؤ المادة والطاقة، هذا الاكتشاف اكتشفه أينشتاين عام 1905 وكتبه في النسبية الخاصة، ويعبر عن تكافؤ الطاقة والمادة بمعادلته الشهيرة: E=mc2. هذا الاكتشاف الذي نتج عنه اختراع القنبلة الذرية التي ألقيت على هيروشيما عام 1945 وأنهت الحرب العالمية الثانية بين اليابان والولايات المتحدة. ونعرف تحول المادة إلى طاقة من الانشطار النووي والاندماج النووي.
مصطلحات الطاقة وتحولاتها مفيدة جدًا في شرح العمليات الطبيعية. فحتى الظواهر الطقسية مثل الريح، والمطر والبرق والأعاصير تعتبر نتيجة لتحولات الطاقة التي تأتي من الشمس على الأرض. الحياة نفسها تعتبر أحد نتائج تحولات الطاقة: فعن طريق التمثيل الضوئي يتم تحويل طاقة الشمس إلى طاقة كيميائية في النباتات، يتم لاحقا الاستفادة من هذه الطاقة الكيميائية المختزنة في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية والإنسان. ومن النبات ينتج الخشب وهو مصدر آخر للطاقة يرجع أصلها إلى الشمس.
ضمن الاستخدام الاجتماعي: تطلق كلمة «طاقة» على كل ما يندرج ضمن مصادر الطاقة، إنتاج الطاقة، واستهلاكها وأيضا حفظ موارد الطاقة. بما أن جميع الفعاليات الاقتصادية تتطلب مصدرا من مصادر الطاقة، فإن توافرها وأسعارها هي ضمن الاهتمامات الأساسية والمفتاحية. في السنوات الأخيرة برز استهلاك الطاقة كأحد أهم العوامل المسببة للاحترار العالمي مما جعلها تتحول إلى قضية أساسية في جميع دول العالم.
-
السؤال: الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين.
-
الإجابة: التوتر السطحي
التوتر السطحي
- لايتساوى تأثير القوى بين الجزيئات في جسيمات السائل جميعها.
- فالجسيمات الموجودة وسط السائل تنجذب إلى تلك الموجودة فوقها.
- وأسفل منها، وعلى جانبيها.
- أما الجسيمات الموجودة على سطح السائل فلا توجد قوة تجاذب من أعلى توازن التي أسفل منها.
- لذلك تجذبها محصلة القوة النهائية إلى أسفل.
- فيحتل السطح أقل مساحة ممكنة.
- بحيث يبدو كأنهُ مشدود بإحكام مثل سطح الطبلة.
- لزيادة مساحة السطح لا بد للجسيمات الموجودة في الداخل أن تتحرك نحو السطح.
- هذا يتطلب طاقة للتغلب على قوى التجاذب التي تربط الجسيمات بعضها ببعض في الداخل.
- تسمى الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بقمدار معين بـ ( التوتر السطحي ).
- هذه الظاهرة مقياس لمقدار قوة السحب إلى الداخل بوساطة الجسيمات الموجودة داخل السائل.
- عموماً كلما زادت قوى التجاذب بين الجسيمات زاد التوتر السطحي؛ فللماء توتر سطحي عال؛ بسبب قدرة جسيماته على تكوين روابط هيدروجينية متعددة.
- تكون قطرات الماء كروية الشكل؛ لأن مساحة سطح القطرة الكروية أصغر من مساحة سطح أي شكل آخر له الحجم نفسه.
- تفسر نظرية الحركة الجزيئية سلوك المواد الصلبة، والسائلة.
- تؤثر قوى التجاذب بين الجزيئات في المواد السائلة في اللزوجة، والتوتر السطحي، والتلاصق، والتماسك.
- تصنف المواد الصلبة البلورية حسب الشكل، والتركيب.
التماسك والتلاصق
- يمكن أن تلاحظ أن سطح الماء يكون غير مستو عند وضعه في أوعية ضيقة كالأنابيب الزجاجية.
- حيث يكون السطح على شكل هلال مقعر ينخفض في منطقة الوسط. مايحدث للماء على مستوى الجزيء.
- هناك نوعان مهمان من القوى هما: التماسك والتلاصق؛ حيث يصف التماسك قوة الترابط بين الجسيمات المتماثلة.
- أما التلاصق فيصف قوة الترابط بين الجسيمات المختلفة.
اقرأ أيضا
