0 تصويتات
في تصنيف مناهج التعليم بواسطة (919ألف نقاط)

شرح درس التفاعلات الكيميائية فى اجسام الكائنات الحية اولى ثانوى ، حل درس التفاعلات الكيميائية للصف الثامن، التفاعلات الكيميائية في اجسام الكائنات الحية خواص المواد الصلبة والموائع

شرح درس التفاعلات الكيميائية فى اجسام الكائنات الحية اولى ثانوى

أهـداف الوحـدة:

نتوقع منك عزيزي الطالب بعد الانتهاء من دراسة هذه الوحدة أن تكون قادراً على أن:

1- تعرف المفاهيم التالية :

المرونة – ثابت هوك – نقطة الاذعان – حد المرونة – الاجهاد – الانفصال – معامل المرونة – الموائع – الشد السطحي – الخاصية الشعرية – معامل التوتر السطحي – زاوية التماس – الضغط الجوي – الضغط الجوي المعتاد .

2- تفسر تحول المادة من حالة إلى أخرى في ضوء النظرية الحركية الجزيئية ، وتفسر خاصية التوتر السطحي .

3- تذكر بعض التطبيقات في حياتنا اليومية على كل من :

تحولات المادة – خاصية المرونة – الخاصية الشعرية – انتقال ضغط السوائل – قاعدة ارشميدس وقانون الطفو .

4- تذكر فروض النظرية الحركية الجزيئية لتركيب المادة .

5- تذكر العوامل التي يتوقف عليها كلاً من :

أ – ضغط السائل ب – الضغط الجوي .

6- تذكر كلاً من :

أ) قاعدة ارشميدس ب) قانون الطفو جـ) قانون هوك

7- تذكر وحدات قياس كلا من الكميات التالية وهل هي كميات قياسية أم متجهة ؟

ثابت هوك – الاجهاد – الانفصال – معامل المرونة – معامل التوتر السطحي لسائل – ضغط السائل – الضغط الجوي .

8- أن نحسب كلاً من :

ثابت هوك – الاجهاد – الانفصال – معامل المرونة – معامل التوتر السطحي – ضغط السائل .

9- تثبت أن قوة الدفع = وزن السائل المزاح .

10- نحل بعض المسائل على موضوعات هذه الوحدة بمهارة ودقة .

 النظرية الحركية الجزيئية:

اتجه البحث العلمي إلى التعرف على طبيعة تركيب المادة. وأدت الجهود المشتركة للعلماء إلى وضع أسس النظرية الجزيئية لتركيب المادة والتي أمكن بها تفسير الكثير من الظواهر التي عجزت الدراسات السابقة عن تفسيرها مثل وجود المادة في أكثر من حالة (صلبة . سائلة . غازية) واختلاف المواد في مرونتها والخاصية الشعرية والشـد السطحي…الخ.

فروض النظرية الحركية الجزيئية لتركيب المادة:

1- تتركب المادة من جزيئات صغيرة جداً لا ترى بالعين المجردة.

2- تفصل بين الجزيئات مسافات تسمى بالمسافات الجزيئية (أو البينية).

3- تؤثر الجزيئات على بعضها بقوى تجاذب وقوى تنافر وهذه القوى تكون كبيرة جداً في المواد الصلبة ومتوسطة في السوائل وصغيرة جداً في الغازات.

4- تكون الجزيئات في حالة حركة مستمرة ودائمة وتزداد سرعة حركتها بزيادة درجة الحرارة وتكون الحركة اهتزازية في المواد الصلبة وانتقالية دورانية في السوائل ، وانتقالية عشوائية (براونية) في الغازات

تفسير تحول المادة من حالة إلى أخرى في ضوء النظرية الحركية الجزيئية:

1- في المواد الصلبة تكون قوى التماسك بين الجزيئات كبيرة جداً والمسافات بين الجزيئات صغيرة ولا تسمح للجزيئات بالحركة إلا في حدود الاهتزاز حول مواضع اتزانها.

2- بارتفاع درجة الحرارة مع التسخين تزداد المسافة بين الجزيئات وتزداد سرعة حركة الجزيئات وتقل قوى التماسك بين الجزيئات إلى أن تتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

3- باستمرار التسخين تزداد درجة الحرارة حتى الغليان فتزداد المسافة بين الجزيئات أكثر وتقل قوى التماسك بشكل كبير إلى أن تتحرر الجزيئات تقريباً وتزداد سرعتها بدرجة عالية بما يسمح لها بالانتشار بعيداً وتتبخر.

بعض التطبيقات العملية على تحولات المادة:

1 – تحليه ماء البحر  

2 – تكرير النفط واستخراج المواد المستهلكة منه مثل البنزين – الجاز – الديزل – الجازولين…الخ.

3 – الحصول على المعادن من خاماتها بالانصهار ثم التجمد ومن ثم تشكيلها واستخدامها في الصناعات المختلفة.

المرونة في الأجسام الصلبة:

سـبق لك التعرف على بعض خواص المادة الصلبة في الصف التاسع مثل المرونة – الصلابة – الصلادة – المتانة – قابلية السحب والطرق…الخ ، وسـنقوم في هذه الوحدة بدراسة أكثر توسعاً وعمقاً لإحدى هذه الخواص وهي خاصية المرونة. فما هي المرونة؟

المرونة: هي خاصية استعادة الأجسام الصلبة لشكلها وحجمها الأصليين بعد زوال المؤثر الخارجي عليها.

أو : هي خاصية مقاومة المادة للتغير في شكلها أو حجمها .

 ملحوظات :

1 – تختلف المواد في مرونتها فهناك مواد مرنه وأخرى غير مرنة ومن المعروف أن الفولاذ أكثر مرونة من المطاط. (علـــل):

لأنه كلما زادت مقاومة المادة للتغير في شكلها أو حجمها زادت مرونتها لذا فمرونة الفولاذ أكثر من مرونة المطاط.

2 – المرونة صفة عامة من صفات المادة صلبة كانت أو سائلة أو غازية.

3 – في الحقيقة لا يوجد جسم تام المرونة كما أنه لا يوجد جسم عديم المرونة.

أنواع المرونة: يختلف نوع المرونة باختلاف التغير الذي يحدث في الجسم ومن هذه الأنواع :

1 – مرونة الشكل: تنفرد المواد الصلبة بمرونة الشكل ولكن السوائل والغازات ليست لها مرونة شكل (علـــل) لأنها ليست ذات شكل ثابت.

2 – مرونة الحجم: تشترك المواد الصلبة والسائلة والغازية في مرونة الحجم.

قانـون هـوك:

توصل العالم الإيطالي "روبرت هـوك" إلى العلاقة التي تربط بين الاستطالة الحادثة في سـلك وقوى الشـد المسببة لهذه الاستطالة. وصاغها في قانون عُرف باسمه وينص على: ( يتناسـب مقدار الاستطالة الحادثة في طول سلك تناسباً طردياً مع مقدار قوة الشـد المؤثرة عليه في حدود مرونته ).

 – ويمكن تحقيق قانون هـوك عملياً بالتجربة التالية:

الأدوات: سـلك زنبركي من الصلب (نابض حلزوني أو لولبي) – مسطرة – كفة ميزان –مجموعة أثقال (صنجات).

الخطـوات:

1 – ثبت النابض من أحد طرفيه بحيث يتدلى بشكل رأسي كما بالشكل.

2 – ضع بجوار النابض مسطرة رأسيه ثم ثبت مؤشراً في النهاية السفلية.

3 – علق كفة الميزان في نهاية النابض.

4 – خـذ قراءة المسطرة في محاذاة المؤشر لتحديد نقطة البداية.

5 – ضع كتلة ولتكن (50)جـم في الكفة ثم اقرأ التدريج المقابل للمؤشر واحسب الاستطالة.

6 – كرر التجربة بإضافة صنجات مماثلة في كل مرة مع تعيين الاستطالة الحادثة.

7 – ابدأ بإنقاص الصنجات بالتدريج بمقدار (50) جم كل مرة وعين الاستطالة الحادثة.

8 – دون نتائجك في جـدول كالآتي:

القوة المؤثرة (ق)        

الاستطالة الحادثة ( ل)

     

خارج قسمة ق ÷ ل

     

9 – ارسم علاقة بيانية بين قوة الشـد على المحور الصادي والاستطالة على المحور السيني تحصل على خط مستقيم يمر بنقطة الأصل كما بالشكل.

 الملاحظة:

1 – خارج قسمة ق ÷ ل = مقدار ثابت .

2 – توجد علاقة خطية بين قوة الشـد والاستطالة.

الاسـتنتاج: نسـتنج أن الاستطالة تتناسب تناسباً طردياً مع القوة المؤثرة وهذا يحقق قانون هـوك  

  ق  ل ق = هـ × ل نيوتن وعليه = هـ 

حيث (ق) مقدار قوة الشد ، ( ل) الاستطالة ، (هـ) مقدار ثابت يسمى ثابت هوك أو ثابت النابض أو ثابت القوة .

تعريف ثابت هـوك: "هـو مقدار القوة اللازمة لإحداث اسـتطالة مقدارها متر واحد في الزنبرك.

 ملحوظة : وحدة قياس ثابت هـوك هي : نيوتن/متر.

والسـؤال الآن: إلى متى تستمر هذه العلاقة الطردية بين مقدار قوة الشـد ومقدار الاستطالة؟

 للإجابة على هـذا السـؤال قم بالتجربة التاليـة:

1 – كرر التجربة السابقة مع استمرار زيادة الأثقال المعلقة في الكفة حتى ينقطع الزنبرك.

2 – في كل مرة احسـب قوة الشـد والاسـتطالة الحادثة في الزنبرك.

3 – ارسـم علاقة بيانية بين قوة الشـد والاسـتطالة تحصل على منحنى كما بالشكل.

 الملاحظـة:

1 – يتبع السلك قانون هوك من نقطة (م) إلى نقطة (أ) ويستعيد طوله الأصلي تماماً عند زوال القوة المسببة لهذه الاستطالة . أي أن الجسم يكون تام المرونة في هذه الحدود وتسمى نقطة (أ) حد المرونة التام لهذا السلك .

2 – بين نقطة (أ) ونقطة (ب) تحدث استطالة دائمة في السلك ويزداد طوله بمقدار (م د) ولا يعود إلى طوله الأصلي عند زوال القوة المؤثرة عليه ويتبع السلك المسار (ب د) ويعود إلى نقطة (د) ويصبح السلك غير تام المرونة .

3 – بين نقطة (ب ، جـ) يفقد السلك مرونته تماماً ولا يستطيع العودة إلى وضعه الأصلي إطلاقاً وأي زيادة طفيفة في القوة بعد نقطة (ب) تجعل السلك يفقد قدرته على التماسك وينقطع عند (جـ) التي تسمى نقطة القطع .

 ملحوظة:

1– تسمى نقطة (أ) بحد المرونة التام للسلك .

2 – يطلق على النقطة (ب) نقطة الإذعان ويطلق على مقدار قوة الشد المؤثرة عند هذه النقطة اسم حد المرونة للسلك في وضعه الجديد كما تسمى نقطة (جـ) بنقطة القطع أو الكسر.

نقطـة الإذعان: هي النقطة التي عندها يبدأ الجسم بالسلوك غير المرن.

حـد المرونة: هو مقدار أقصى قوة يسـلك عندها الجسم سلوكاً مرناً ويفقد بعدها خاصية المرونة.

أو : هو حد التناسب وهي النقطة التي عندها تتناسب الاستطالة طردياً مع قوة الشد .

أو : هو النقطة التي يبدأ عندها الجسم في فقد خاصية المرونة التامة

مثـال1: أحسـب مقدار الاستطالة التي تحدثها قوة شـد مقدارها (4) نيوتن في طول سـلك إذا كان ثابت هـوك للزنبرك = 2000 نيوتن/م.

الحل : ق = هـ × ل نيوتن . ل = = = 0.002م = 2 ملي متر .

مثـال2: ثبت نابض بمحاذاة تدريج متري وعندما علق فيه كتلة قدرها (6) كجم زاد طوله (20) سـم. أحسـب ثابت هـوك (أعتبر د = 10 م/ث2)

الحل : ك = 6كجم ، ق = ك × د = 6 × 10 = 60 نيوتن .

 ل = 20سم = = 0.2م ، ق = هـ × ل هـ = = 300 نيوتن/م

الإجهـاد والانفعـال

الإجهـاد: هو خارج قسمة المركبة العمودية لقوة الشـد على مساحة مقطع السلك.

أو : هو قوة الشـد المؤثرة على وحدة المساحات من مقطع السلك.

  الإجهاد =

القوة العمودية المؤثرة = نيوتن /م2 أو باسكال

 مساحة مقطع السلك 

  الإجهـاد = نيوتن/م2  

 ملحوظات:

1 – وحدة قياس الإجهاد هي باسكـال = نيوتن/م2

2 – الإجهاد كمية قياسية مثله مثل الضغط أي ليس له اتجاه.

3 – للإجهاد أنواع ثلاثة: هي طولي، وقصي، وحجمي.

مثـال1: تستخدم رافعة سـلكاً فولاذياً مساحة مقطعه (8) سـم2، أحسـب مقدار إجهاد الشد الطولي الذي يتعرض له السلك عند رفع حاوية تزن (400) طن حيث (د = 10م/ث2)

الحل : س = 8سم2 = 8 × 01–4 م2   

الإجهاد الطولي = ؟؟ ، ك = 400طن = 4×510 سم ، د = 10 م/ث2

إجهاد الشد الطولي = قوة الشد = = مساحة المقطع 

             = 5×910 نيوتن/م2 أو باسكال

مثـال2: خزان وزنه (200) كجم مثبت رأسياً على عمود مسلح مساحة مقطعه (2)م2، أحسـب مقدار إجهاد الإنضعاط الواقع على العمود حيث (د = 10م/ث2)

الحـل: س = 2م2 ، ك = 200كجم ، د = 10م/ث2 إجهاد الانضغاط = ؟؟

إجهاد الانضغاط = قوة الضغط = ك × د = مساحة المقطع س 

     = 1000 نيوتن /م2 أو باسكال

الانفعـال: هو النسبة بين الاسـتطالة الحادثة في جسم وطوله الأصلي.

    أو هو الاسـتطالة الحادثة لوحدة الأطوال من الجسم.

الانفعال = مقدار الاستطالة في الجسم

 طوله الأصلي

    الانفعال = بدون وحدة قياس

 الانفعال ليس له وحدة قياس. (علـــل) لأنه نسبة بين طولين لهما نفس وحدة القياس.

مثـال1: أثرت قوة شـد مقدارها (4) نيوتن على سلك مساحة مقطعه (0.5)سـم2 فزاد طوله من (120)سـم إلى (120.6)سـم، أحسـب مقدار كل من الإجهاد والانفعال الطوليين في السلك

الحل : ق = نيوتن ، س = 0.5سم2 = 0.5 × 10–4 = 5 × 10–5 م2

ل = 120سم = = 1.2م ل = 120.6 – 120 = 0.6سم = = 6 × 10–3م

أ] مقدار الإجهاد = = 8 × 410 نيوتن/م2

ب] مقدار الانفعال = = = 5 × 10–3 بدون وحدة قياس

معامل المرونة أو (معامل يونج) (ي): هو نسبة الإجهاد إلى الانفعـال

  معامل المرونة (معامل يونج) = الإجهاد نيوتن / م2

 الانفعال 

  ي = نيوتن/م2 أو باسكال ي =

  ي = نيوتن/م2 أو باسكال

حيث (ي) مقدار ثابت يسمى معامل المرونة أو معامل يونج ويتوقف على نوع المادة.

 ملحوظة: في مرحلة المرونة التامة للجسم يكون مقدار الانفعال الناتج في جسم متناسباً طردياً مع مقدار الإجهـاد الواقع عليه.

  ي = الإجهاد الإجهاد = ي × الانفعال الإجهاد الانفعال

 الانفعال 

مثـال2: في المثال السـابق أوجـد معامل يونـج

الحل : ي = نيوتن/م2 ي = = 16 × 610 نيوتن/م2 أو باسكال

مثـال3: سـلك من الحديد طوله (4)م ومساحة مقطعه (2)مم2 علقت فيه كتلة مقدارها (5) كجم فزاد طوله بمقدار (0.5)مم. أحسـب كلاً مما يأتي علماً بأن (د=10م/ث2):

أ – الإجهاد الطولي ب – معامل يونج جـ – الانفعال الطولي

الحل : ل = 4م ، س = 2مم2 = 2 × 10–6م2 ، ك = 5كجم ،

 ل = 0.5مم = 5 × 10–4م ، د = 10م/ث2  

أ– الإجهاد = = 25 × 610 باسكال

 ب– ي = × = 25 × 610 × = 2 × 1110 باسكال

       جـ – الانفعال = = = 1.25 × 10–4 = 0.125 × 10–3م = 0.125 مم

مثـال4: سـلك من الصلب طوله (2.5) متر ومساحة مقطعه (2) مم2 ثبت جيداً من طرفه العلوي وعلق فيه من طرفه السفلي ثقل كتلته (48) كجم، فإذا علم أن معامل يونج لمادة السـلك 2 × 1110نيوتن/م2، أوجـد:

أ – الإجهاد الطولي الواقع على السلك ب – الانفعال الطولي الناتج فيه

جـ – مقدار الاستطالة في السـلك د – ثابت القوة للسـلك

الحل : ل = 2.5م ، س = 2مم2 = 2×10–6م2 ، ك = 48كجم ، ي = 2 × 1110 نيوتن/م2

 الإجهاد = ؟؟ ، الانفعال = ؟؟ ، ل = ؟؟ ، هـ = ؟؟

أ] الإجهاد الطولي = = = = 24×710 نيوتن/م2 (أو باسكال)

ب] الانفعال الطولي = = = 12 × 10–4 يدون وحدة قياس

جـ] الانفعال = ل = الانفعال × ل = 12×10–4 × 2.5 = 3 × 10–3م = 3مم

د] هـ = نيوتن/م = = = 16 × 410 نيوتن/م

تطبيقـات على خاصية المرونة في الحياة:

1- اختيار المادة التي تصنع منها الزنبركات لتناسب الغرض من استعمالها.

2- اختيار نوع السلك اللولبي المستخدم في الميزان ألزنبركي حيث تكون الاستطالة فيه متناسبة مع الثقل المعلق في طرفه.

3- عند بناء الجسور المعلقة قد يكون حامل الجسر على شكل أعمدة خرسانية أو سـلاسل تعليق أحياناً.

4- خاصية المرونة في الأجسام الصلبة من الدراسات المهمة لمهندسي الجسور حيث يلزم معرفة أقصى حمل يستطيع الجسر حمله ومواصفات المواد المصنوع منها الجسر والمرتكزات التي تحمل الجسر.

5- من التطبيقات الهامة لخاصية المرونة في حياتنا أنها تمكِّن عضلات الجسم على أداء مهامها بسهولة ويلزم في سبيل ذلك أداء التمارين الرياضية المختلفة باستمرار للحافظ على درجة عالية من مرونة العضلات وقدرتها الدائمة على أداء مهمتها بسهولة.

خواص الموائع الساكنة

الموائع: هي المواد التي تتميز بعدم ثبات شكلها وتغيره بتغير الإناء الحاوي له بسبب قوى التماسك الضعيفة بين جزيئاتها نسبةً إلى المواد الصلبة.

 ملحوظة : تطلق كلمة الموائع على السوائل والغازات.

 خواص الموائع الساكنة .

خاصية التوتر السطحي "الشـد السطحي":

وهي خاصية تأثير السائل على جزيئات سطحه بقوة شـد عمودية تعمل على بقائه دائماً مشدوداً ومتوتراً.

تفسير خاصية التوتر السطحي:

1- يتركب السائل من جزيئات عديدة. فإذا كان لدينا إناء فيه سائل كالماء.

2- نجـد أن جزيئاً مثل (س) في باطن السائل ينجذب بقوى متساوية في جميع الاتجاهات من الجزيئات المحيطة به.

3- أما بالنسبة لجزيء آخر مثل (ص) القريب من سطح السائل تكون القوة المؤثرة إلى أسفل أكبر منها في الاتجاه الأعلى.

4- أما بالنسبة لأحد جزيئات سطح السائل (ع) فإنه يكون تحت تأثير قوى لها محصلة متجهة رأسياً إلى أسفل وبالمثل بالنسبة لبقية جزيئات سطح السائل تجذبها هذه القوة المحصلة إلى باطن السائل في اتجاه عمودي على سطح السائل فتعمل على تقليل مساحة سطحه ونتيجة لتأثير هذه القوة يبدو السائل كأنه محاط بغشاء مرن مشدود متوتر.

الخاصية الشعرية:

هي خاصية ارتفاع أو انخفاض السوائل في الأنابيب الشعرية الضيقة.

  ملحوظات:

1 – الماء يرتفع في الأنابيب الشعرية الضيقة بينما الزئبق ينخفض فيها.

2 – عندما يصنع المماس لسطح السائل زاوية تماس منفرجة مع جدار الأنبوبة الضيقة من داخل السائل فإن قوى الالتصاق بين جزيئات سطح السائل مع جزيئات الإناء الحاوي له تكون أصغر من قوى التماسك بين جزيئات السائل نفسه ويتخذ السطح شكلاً محدباً كما في حالة الزئبق.

3 – عندما يصنع سطح السائل زاوية تماس حادة مع جدار الأنبوبة يكون مقدار قوى الالتصاق بين جزيئات السائل وجزيئات الأنبوبة أكبر من قوى التماسك بين جزيئات السائل نفسه ويتخذ السطح شكلاً مقعراً إلى أسفل كما في حالة الماء.

4 – عندما ينصع سطح السائل زاوية تماس قائمة مع جدار الأنبوبة تكون القوتان متساويتان ويتخذ سطح السائل شكلاً أفقياً مستوياً.

5 – يمكن حساب القوة العمودية التي يؤثر بها سائل على جزيئات سطحه (قوة التوتر السطحي) بالعلاقة التالية :

معامل التوتر السطحي لسائل () = كجم/ث2

معامل التوتر السطحي لسائل ():

(هو مقدار القوة التي تؤثر عمودياً على جزيئات سطح السائل وفي اتجاه المماس عند تلامسه مع الجدار لتتزن مركبتها الموازية للجدار مع قوة وزن السائل إلى أسفل).

زاوية التماس:

(هي الزاوية المحصورة بين اتجاه المماس لسطح السائل وجدران الإناء عند تلامسها وتقاس هذه الزاوية داخل السائل).

مثـال : احسـب معامل التوتر السطحي للماء إذا علمت أن الماء يرتفع مسافة قدرها (20) سـم في أنبوبة شعرية زجاجية نصف قطرها (0.01) سـم علماً بأن كثافة الماء هي (10 3) كجم/م3 ، وعجلة الجاذبية الأرضية = 10 م/ث2 ، = صفر

الحل : = ؟؟ ، ل = 20سم = = 0.2م ، نق = 0.01سم = 10–4م

 ث = 310 كجم/م3 ، د = 10م/ث2

 = كجم/ث2 = = 0.1 كجم/ث2

تطبيقـات عملية على الخاصية الشعرية:

1- انتقال الكيروسين أو الزيت في فتيلة الفانوس.

2- انتقال المواد الغذائية من التربة إلى الأجزاء العليا للأشجار ضد قوة جذب الأرض.

3- امتصاص الماء من على جسم الشخص المستحم بواسطة المنشفة.

4- امتصاص ورق النشـاف لحبر الكتابة.

الضغـط في السـوائل

للسائل ضغط من جميع الجهات، وأن هذا الضغط ينتقل بكامله خلال السائل في جميع الاتجاهات.

العوامل التي يتوقف عليها ضغط السائل:

1 – عمق السائل: حيث يزداد الضغط بزيادة العمق : ض  ع  

2 – كثافة السائل: يزداد ضغط السائل بزيادة كثافته. ض  ث

حساب ضغط السائل:

ض = ع × ث × د نيوتن/م2 أو باسكال .

حيث (ع) عمق السائل، (ث) كثافته، (د) عجلة الجاذبية الأرضية.

مثـال : يسبح رجلان على عمق 2م، 3م، من سطح البحر. كم يكون مقدار ضغط ماء البحر على كل من الرجلين، علماً بأن كثافة ماء البحر = 1200 كجم/م3 ، د= 10 م/ث2

الحـل: ض1 = ع1 × ث × د = 2 × 1200 × 10 = 24000 باسكال

ض2 = ع2 × ث × د = 3 × 1200 × 10 = 36000 باسكال

تطبيقات على انتقال ضغط السائل:

1- مكابح التوقف في السيارات (الفرامل الهيدروليكية).

هنا شكل رقم 15 ص77 ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

2- المكبس المائي المستخدم في رفع السيارات وكبس بالات القطن.

3- تحريك كراسي أطباء الأسنان.

4- المكبس الهيدروليكي المستخدم في رفع أثقال كبيرة بقوة صغيرة.

الضغط الجـوي

هو وزن عمود الهواء الممتد رأسياً فوق وحدة المساحات (1م2) من سطح الأرض إلى نهاية الغلاف الجوي .

أو هو وزن عمود الهواء فوق وحدة المساحات المحيطة بنقطة ما من السطح في مكان ما.

العوامل التي يتوقف عليها الضغط الجوي:

1 – الارتفاع عن سطح البحر: يقل الضغط الجوي كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر.

2 – درجة الرطوبة: يقل الضغط الجوي بزيادة رطوبة الجو لأن كثافة بخار الماء أقل من كثافة الهواء.

3 – درجة الحرارة: يقل الضغط الجوي بارتفاع درجة الحرارة، لأن الهواء الساخن كثافته أقل من كثافة الهواء البارد .

4 – حركة الهواء: الهواء المتحرك ضغطه أقل من ضغط الهواء الساكن.

قياس الضغط الجـوي

تستخدم البارومترات لقياس الضغط الجوي ومنها:

1 – البارومتر الزئبقي 2 – البارومتر المعدني 3 – البارومتر المسجل "الباروجراف"

البارومتر الزئبقي:

قام العالم الإيطالي "تورشيللي" باستخدام البارومتر الزئبقي في قياس الضغط الجوي.

تركيبـه: أنبوبة زجاجية طولها متر مفتوحة من أحد طرفيها تُملأ بالزئبق وتُنكس في حوض به زئبق.

كيفية استعماله:

1 – تنكس الأنبوبة المملوءة بالزئبق رأسياً في حوض به زئبق.

2 – يهبط الزئبق في الأنبوبة إلى ارتفاع (76) سم تاركاً خلفه فراغ يسمى فراغ تورشيللي.

عيـوبه: 1 – يصعب حمله 2 – قابل للكسر

   3 – ليس له تدرج ثابت 4 – الزئبق سام

وحـدات قياس الضغط الجوي:

1 – باسكـال = نيوتن/م2 2 – بار = 10oباسكال

3 – تور(مم زئبق) 4 – الضغط الجوي العياري

5 – أالملى بار = 100 باسكال .

الضغط الجوي المعتاد (المثالي):

هو ضغط عمود من الزئبق كثافته (13595)كجم/م3 وارتفاعه (0.76) م عند درجة حرارة صفر سـيلزيوس وخط عرض (45o) حيث عجلة الجاذبية الأرضية عنده = (9.81)م/ث2

البارومتر المعدني:

تركيبـه: يتركب من علبة معدنية مرنة مفرغة من الهواء قابلة للتحرك إلى أعلى وإلى أسفل عند تغير الضغط الجوي ويتصل بالعلبة المعدنية زمبرك قوي يمنع تحطمها يتصل بحلقة وذراع ومؤشر يشير إلى تدريج.

كيفية استعماله:

1- عند زيادة الضغط الجوي تندفع العلبة المرنة إلى أسفل.

2- عند نقص الضغط الجوي تندفع العلبة إلى أعلى.

3- يتحرك الزنبرك والذراع أو المؤشر أمام التدريج مشيراً إلى قيمة الضغط.

قاعـدة أرشميـدس

تنص قاعدة أرشميدس على أنه:

( إذا غُمر جسم في سائل جزيئاً أو كلياً فإنه يلقى دفعاً من أسفل إلى أعلى يساوي مقدار وزن السائل المزاح بواسطة الجزء المغمور فيه).

قانون الطفـو:

(إذا طفا جسم فوق سطح سائل فإن وزن الجسم الطافي يساوي وزن السائل المزاح بواسطة الجزء المغمور من الجسم)

إثبـات أن قوة الدفـع = وزن السـائل المزاح

نفرض مكعب طول ضلعه (ل) مغمور في باطن السائل كما بالشكل

  القوة المؤثرة على السطح العلوي للمكعب

  = وزن السائل فوقه = ض1 × س

  ق1 = ل1 × ث × د × س إلى الأسفل (1)

وبالمثل ق2 = ل2 × ث × د × س إلى الأعلى (2)

قوة الدفع التي يلقـاها الجسم = محصلة هاتين القوتين

       = ق 2 – ق1

       = ل2 × ث × د × س – ل1 × ث × د × س

     = ( ل2 – ل1) ( ث × د × س)

     = ل × ث × د × س

       = ح × ث × د

       = ك × د إلى أعلى

       = وزن السائل المزاح

تطبيقات على قاعدة أرشميدس وقانون الطفو:

1- الأيدرومتر (مقياس كثافة السوائل).

2- السفن البحرية: تبنى السفن الحرية من الحديد ومع أن كثافة الحديد أكبر بكثير من كثافة الماء إلا أنها تطفو فوق الماء بسبب شكلها المجوف وحجمها الكبير مما يجعل قوة دفع الماء لهذا الحجم الكبير أكبر من الوزن الكلي للسفينة لذلك تطفو.

3- الغواصـة: بها عدة خزانات جانبية تملأ بالماء عند الضرورة حتى تستطيع أن تغوص كلية تحت سطح الماء أو تطفو حسب الحاجة.

4- قوة دفع الهواء من أسفل إلى أعلى بالنسبة للبالون المملوء بالهيدروجين تكون أكبر من وزن البالون والهيدروجين فيه فيرتفع البالون إلى أعلى في الهواء.

5- الألغـام البحرية 

6- أطواق النجاة من الغرق

7- فحص البيض

حـل تقويم الوحـدة

س1/ وضـح المقصود بالمفاهيم الآتيـة:

   (إجهاد الشد الطولي – معامل المرونة – نقطة الإذعان – حد المرونة – الضغط الجوي – الخاصية الشعرية)

ج1/ – إجهاد الشد الطولي: هو خارج قسمة المركبة العمودية لقوة الشد على مساحة مقطع السلك أو هو القوة المؤثرة على وحدة المساحات من مقطع السلك.

 – معامل المرونة (معامل يونج): هو خارج نسبة الإجهاد إلى الانفعال.

 – نقطة الإذعان: هي النقطة التي عندها يبدأ الجسم بالسلوك غير المرن.

 – حـد المرونة: هو مقدار أقصى قوة يسلك عندها الجسم سلوكاً مرناً ويفقد بعدها خاصية المرونة.

 – الضغط الجوي: هو وزن عمود الهواء فوق وحدة المساحات المحيطة بنقطة ما في مكان ما.

 – الخاصية الشعرية: هي خاصية ارتفاع أو انخفاض السوائل في الأنابيب الشعرية الضيقة.

س2/ أملأ الفراغات التالية بما يناسبها:

1- ترتبط جزيئات المادة الواحدة بقوى تماسك تكون كبيرة جداً في…… وتكون أقل في السوائل و……… في الغازات.

2- معامل يونج يساوي النسبة بين ………… و…………

3- تحافظ قطرة زئبق على شكل كرة عند وضعها على لوح زجاجي بسب……

4- عند التأثير على جسم بإجهاد عالي جداً يصل إلى نقطة…… والتي عندها لا يعود الجسم إلى وضعه الأصلي مطلقاً عند زوال المؤثر.

ج2/ 1 – المواد الصلبة – صغيرة جداً. 2 – الإجهـاد – الانفعال .

 3 – الشـد السطحي . 4 – القطع أو الكسر .

س3/ ضـع إشارة () أمام أنسـب عبارة مما يأتي:

1 – تسمح قوى التماسك بين جزيئات المادة الصلبة لها بأن:

  أ – تتحرك حركة اهتزازية ب – تتحرك حركة انتقالية

  جـ – تتبادل مواقعها داخل المادة د – تنتشر في جميع أجزاء المادة

2 – يلقى الجسم المغمور في السائل قوة دفع من أسفل إلى أعلى تساوي:

 أ – وزن الجسم المغمور   

 ب – وزن الهواء المساوي لحجم الجسم المغمور

 جـ – وزن السائل في الإناء الحاوي  

 د – وزن السائل المزاح

جـ3/ 1 – (أ) 2 – (د)

س4/ عـلل لما يأتي:

1- للأجسام الصلبة شكل وحجم ثابتين وعدم ثباتها في الغازات.

2- تقل قيمة الضغط الجوي بزيادة نسبة الرطوبة.

3- لا يحبذ استخدام البارومتر الزئبقي في قياس الضغط الجوي.

4- عند تعليق حلقة معدنية بها غشاء صابون وخيط ثم ثقب الغشاء داخل الخيط ينتظم الخيط مكوناً دائرة.

ج4/ 1 – لكبر قوى التماسك بين جزيئات المواد الصلبة وصغر المسافات البينية بينها.

2 – لأن كثافة بخار الماء أقل من كثافة الهواء.

3 – لأنه قابل للكسر ويصعب حمله وليس له تدريج ثابت والزئبق سام.

4 – بسـبب قوة الشـد السطحي التي تعمل إلى داخل السائل وعمودية على سطحه وتحاول تقليل مساحة سطح السائل إلى أقل مساحة ممكنة، والشكل الدائري هو أقل مساحة ممكنة.

س5/ بالاسـتعانة بمعلمك وبالاشتراك مع بعض زملائك، قـم بإجراء تجربة عملية للتوضيح بيانياً تغير مقدار قوة الشـد على زمبرك ومقدار الاستطالة في طوله، حـدد على الرسم البياني كل من مرحلة: (قانون هـوك – حـد المرونة – نقطة الإذعان – نقطة القطع).

جـ5/ انظر التجربة ص؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

س6/ اشـرح تجربة عملية توضح بها صحة قاعدة أرشميدس.

ج6/ أدوات التجربة: مكعب من النحاس – ميزان زنبركي – خيط رفيع – مخبار مدرج – كأس به ماء – كأس إزاحة (لها فتحة جانبية مثبت عليها من الخارج أنبوبة تميل إلى أسفل) كما بالشكل.

هنا شكل أنظر الورق الأصلي ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

خطـوات التجربة:

1 – عين حجم مكعب النحاس.

2 – علق المكعب بواسطة خيط في الميزان.

3 – أملأ كاس الإزاحة بالماء وانتظر حتى يقف نزول الماء من الفتحة الجانبية.

4 – ضع مخبار مدرج فارغ نظيف أسفل الفتحة الجانبية لكأس الإزاحة.

5 – اغمر الجسم المعلق بالميزان ألزنبركي في كأس الإزاحة باحتراس بحيث لا يلامس قاع أو جدران الكأس. تلاحظ انسكاب كمية من الماء من الفتحة الجانبية في المخبار المدرج.

6 – عين وزن الجسم وهو مغمور في الماء بالميزان ألزنبركي.

7 – عين حجم الماء المزاح بواسطة الجسم في المخبار المدرج.

8 – أحسب وزن الماء المزاح بالعلاقة: وزن الماء المزاح = حجمه × كثافة الماء

9 – أحسب قوة دفع الماء على الجسم = وزن الجسم في الهواء – وزنه وهو مغمور في الماء

10 – قارن بين كل من قوة دفع الماء ووزن الماء المزاح. ماذا تلاحـظ ؟

الملاحظـة: نجـد أن قوة دفع الماء = وزن الماء المزاح

الاسـتنتاج: "إذا غُمر جسم جزئياً أو كلياً في سائل فإنه يلقى دفعاً رأسياً من أسفل إلى أعلى يساوي وزن السائل المزاح بواسطة الجزء المغمور من الجسم".

س7/ أذكر بعض أهـم التطبيقات العملية على قاعدة أرشميدس.

ج7/ 1- بناء السفن البحرية . 2- الغواصة .

 3- أطواق النجاة من الغرق . 4- المنطاد .

س8/ اذكر أهم العوامل التي يتوقف عليها مقدار الضغط الجوي ؟

جـ/ 1 – الارتفاع عن سطح البحر: يقل الضغط كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر.

2 – درجة الحرارة: يقل الضغط كلما زادت درجة الحرارة.

3 – درجة الرطوبة: يقل الضغط كلما زادت رطوبة الجو.

4 – حركة الهواء: الهواء الساكن ضغطه أعلى من ضغط الهواء المتحرك.

س9/ حل المسائل الآتية:

1 – احسـب مقدار قوة الشـد اللازم تأثيرها على سلك معدني مساحة مقطعه (0.2) سـم2 وطوله (60) سـم ليزداد طوله بمقدار (0.5) سـم علماً بأن معامل يونج لمادة السلك = 1.2 × 10 12 نيوتن/م2.

2 – غمر جزء من أنبوبة زجاجية رفيعة نصف قطرها (0.2) سـم عمودياً في إناء به ماء، كم سيرتفع الماء في الأنبوبة إذا كانت د = 10 م/ث2 ،

كثافة الماء = 10 3 كجم/م3 ،  = 0.4كجم/ث2 ، = صفر

ج9/

1) ق = ؟؟ ، س = 0.2 سم2 = 0.2×10–4 = 2×10–5 م2 ، ل = 60سم = 0.6م

  ل = 0.5سم = 5×10–3م ، ي = 1.2 × 1210 نيوتن/م2

  ي = × ق= = = 2×510نيوتن

2) نق = 0.2سم = 2×10–3م ، ل = ؟؟ ، د = 10م/ث2 ، ث = 310كجم/م3

  = 0.4 كجم/ث2

   = ل = = = 0.04م = 4سم

س10/ اشـرح مستعيناً بالرسم تركيب وفكرة عمل كل من:

1 – مكابح التوقف في السيارة 2 – البارومتر المعدني

جـ/ 1 – مكابح التوقف أنظر الشكل

2 – البارومتر المعدني أنظر تركيبه

– فكرة عمـل: مكابح التوقف في السيارة بُنيت على خاصية انتقال ضغط السائل بكامله في جميع نقاط السائل.

 – فكرة عمل البارومتر المعدني: بنـيت على أن للهواء الجوي ضغط ناشئ من وزن عمود الهواء فوق وحدة المساحات من السطح.

1 إجابة واحدة

0 تصويتات
بواسطة (919ألف نقاط)
 
أفضل إجابة
شرح درس التفاعلات الكيميائية فى اجسام الكائنات الحية اولى ثانوى؟

اسئلة متعلقة

مرحبًا بك إلى موقع كلمات دوت نت، حيث يمكنك طرح الأسئلة وانتظار الإجابة عليها من المستخدمين الآخرين.
...