الوسم: الفيزيائية

لوحدات الأساسية في الفيزياء (سوف لانناقش الوحدات الأنكليزية) هي كل من وحدة الطول المتر ووحدة الكتلة الكيلوجارم ووحدة الزمن الثانية ووحدة الشحنة الكلوم ووحدة درجة الحرارة وفي الحقيقة ان أي وحدة يمكن اشتقاق علاقة بينها وبين المتر والكليوجرام والثانية تعتبر وحدة مشتقة فمثلا الأمبير ( بعضهم يعتبره من الوحدات الأساسية) يساوي حاصل قسمة الكلوم على الثانية فهو مشتقة وكذلك الفولت والفاراد
وحدة المتر والكيلوجرام والثانية :
هي من الوحدات الأساسية فالمتر لقياس المسافة فيقال ان ارتفاع غرفة ما هو 3.5 او 4 متر ولايجوز ان نقول ارتفاع غرفة ما هو 1.5 متر او اقل لأننا نعرف بشكل عام ارتفاع الغرفة او نقول عنها بانها 200 متر والمتر يقدر بانة يعادل خطوتي رجل معتدل الطول بطول 1.7 متر يمشي بشكل طبيعي. والمتر يساوي 100 سم كما نعرف فكم هو السنتيمتر ؟ فهو يعادل تقريبا عرض احد الأظافر في كف الرجل الأعتيادي.
المتر يعادل 1000 مليمتر والمليمتر اقل وحدة قياس ترى بالعين المجرده فمعدل سمك شعرة الأنسان يعادل تقريبا 0.2 مليمتر وقطر اصغر قطرة ماء يساوي 1 مليمتر والمتر يساوي 1000000 مايكرومتر وهذه الوحدة عندما تذكر بعد رقم معين يدل ذلك بان هذا الجسم الذي تعود لقياسه هذه الوحدة لا يرى بالعين المجردة مثل خلايا جسم الأنسان التي يبلغ معدل قطرها 25 مايكرومتر وقطر اصغر خلية بكتريا بحدود 0.3 مايكرومتر هذه القياسات يمكن ان ترى بالمايكروسكوب. والمتر يساوي عشرة ملايين انكستروم ويساوي 1015 فيرميون وهو يستخدم في القياسات الذرية والنووية وهوالقياسات الأخيرة للأجسام التي لا ترى بالمايكروسكوب وانما نستدل عن ابعادها بواسطة دراسة الآثار المحسوسة لها.
الكيلومتر يساوي 1000 متر وهو للقياسات الكبيرة الى حدود اقطار الكواكب والنجوم فمثلا نصف قطر الأرض
ويلي الكيلوتمر اسنة الضوئية وهي تمثل المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة كاملة وهي الوحدة التي تقاس بها المسافة بين الكوكب والبعاد الفلكية الأخرى فيقال ان البعد بين مجرتنا ومجرة اخرى هو كذا سنة ضوئية.
المتر المربع وحدة لقياس المساحة فمساحة ارض غرفة الدراسة 25 متر مربع ومعدل مساحة ارض بناء الدار يساوي 250 متر مربع
والمتر المكعب وحدة لقياس الحجم فمثلا نقول ان حجم خزان الماء المنزلي هو 1 متر مكعب او الف لتر واللتر حجم قنينة من العصير واللتر يعادل 1000 سنتمتر مكعب والسم مكعب هو حجم النرد ومعدل حجم السائل في قنينة الدواء هو 100 مليلتر أي مائة سنتمتر مكعب والحجم الداخلي للحقنة العضلية بين 2 الى 5 ملي لترومعدل سعة صهريج نقل السوائل 30000 لتر
وحدة قياس الكتلة هي الكيلوجرام وكتلة قنينة الماء النقي ذات الحجم لتر واحد تعادل 1 كيلوغرام وكتلة كيس الأسمنت 50 كيلوغرام
الكيلوغرام يساوي 1000 غرام وهذا يعادل خمس مثقال الذهب والغرام يعادل تقريبا كتلة حبة العدس وهناك وحدات اصغر من الغرام وهي الملي غرام والمايكروغرام للأجسام الدقيقة
اما وحدة القياس الأكبر من الكيلوغرام فهي الطن المتري ويساوي 1000 كيلوغرام ونقول ان طن الأسمنت يساوي 20 كيسا ونقول ان معدل كتلة السيارة (الصالون) بحدود 1 طن والقول بان خزان الماء ذات الطنين يستوعب كمية من الماء حجمها 2 متر مكعب او 2022 لتر
وحدة قياس الزمن هي الثانية فكم تبلغ الثانية؟ يمكن تقديها كما تقدر في لعبة كرة السلة عندما نسمع صفرة الحكم على احد اللاعبين بانه استغرق خمس ثواني قبل رمي الكرة فيعدها الحكم بالقول "الف وواحد الف واثنين الف وثلاثة الف واربعة والف وخمسة" وعندها يصر على اللاعب. فهكذا نقدر الثانية
قياسات الميكانيك الأخرى
لنبدا بالقوة فمقياس القوة هو النيوتن فكم تبلغ قوة 1 نيوتن؟ يمكن القول باننا نبذل قوة 1 نيوتن عندما نرفع جسم كتلته 100 غرام من سطح الأرض والداين هو 0.00001 نيوتن أي اصغر منه بمئة الف مره. ومعدل وزن الرجل 700 نيوتن أي ان كل كيلوغام يعادل 10 نيوتن تقريبا.
الأنطلاق هو المسافة المقطوعة في وحدة الزمن . فكم هي 1 مثا ؟ فهي سرعة السيارة التي تقطع مسافة 3.6Km في الساعة الواحدة ( بسرعة الدراجة الهواء عندما تسير اعتياديا) . واكبر سرعة للسيارة يمكن ان تصل الى 100 m/s ، واعظم سرعة للأنسان عندما يقطع 100متر خلال 10 ثواني تقريبا هي 10 m/s واقل سرعة عندما يكون واقفا!. سرعة الصوت كما هو معروف هي 340 متر لكل ثانية والطائرة اسرع من الصوت أي انها تسبق صوتها وبشكل خاص الطائرة الحربية التي تصل الى ثلاثة امثال سرعة الصوت، والرصاصة عندما تخرج من البندقية يبلغ انطلاقها بين 600 الى 1000 متر لكل ثانية أي انها تصيب هدفها قبل ان يصل اليه صوتها، واكبر السرع هي سرعة الضوء ولا يوجد جسم يسير اسرع او حتى مساوي لسرعة الضوء وهي 3x108m/s
الشغل والطاقة لها وحدات تساوي حاصل ضرب وحدات القوة مع الأزاحة وتساوي وحدة الجول ، فما هو الجول الواحد؟ هو الشغل الذي ننجزه عندما نرفع جسم كتلته 100 غرام لمسافة متر واحد ( يكون قد اكتسب طاقة مقدارها جول واحد) والأرج يعادل 0.0000001 من الجول وهو وحدة صغيرة جدا،وعندما نسخن لتر من الماء من درجة الصفر الى درجة المئة فاننا نصرف عليه طاقة على شكل حرارة مقدارها 418000 جول
قياسات أخرى
من الوحدات الفيزيائية الأخرى هي وحدة الشحنة الكهربائية وهي الكولوم وهي الشحنة التي تمتلكها مادة تتجمع على سطحها الخارجي 6.22×1017 الكترون او ياخذ منها نفس العدد من اللكترونات عندما تصبح موجبة الشحنة وهناك وحدة التيار الكهربائي وهي الأمبير ويكون التيار مساويا الى امبير واحد عندما يمر العدد السابق من الللكترونات خلال وحدة الزمن في سلك موصل.
وهكذا يمكننا ان نقدر قيمة جميع الوحدات المستخدمة في الفيزياء ولا نأخذها مجرد رقم وبجانبه الوحدة وانما يجب ان نتحقق من مقدار هذه الكمية الفيزياوية هل هو معقول ام لا ويجب ان نناقش ونعيد التدقيق حتى نقتنع بمعقولية القياس. هنالك الكثير من المواقع التي تتكلم عن الوحدات في الفيزياء وكيفية التحويل من وحدة الى اخرى ندرج بعض منها في ادناه ونامل ان تنال منكم الأهمية وتفيدكم في دراسة الفيزياء

نفع الله به

بعد موضوع: الحالات الفيزيائية للمادة ، والذي تم فيه تفسير هذه الحالات ، أبدأ في الموضوع الحالي عرض تغيرات الحالات الفيزيائية للمادة، والتي سندرس خلالها حالة تحول الجليد من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة : الانصهار.

لدراسة انصهار الجليد، نضع قليلا من الماء المقطر في أنبوب اختبار ، ثم نضع فيه مسمارا حديديا وندخله في مجلدة الثلاجة .
بعد تجمد الماء يمكن إزاحة المسمار الحديدي بتسخينه ، ثم نضع مكانه المحرار، و نسجل درجة الحرارة عند t = 0 s.
ندخل أنبوب الإختبار في ماء درجة حرارته مساوية لدرجة حرارة الهواء المحيط في نفس اللحظة التي يتم فيها انطلاق العداد.

نسجل درجة الحرارة في كل 30 ثانية .
الجدول التالي يتضمن النتائج :
هذه الصورة مصغرة ، اضغط على الشريط لمشاهدتها بحجمها الاصلي وهو 765×91 .

وفي ما يلي منحنى تغيرات درجة الحرارة بدلالة الزمن:

الاستنتاج:

يكون الماء في الحالة الصلبة عندما تكون درجة حرارته سالبة.
تظهر أولى قطرات الماء الناتج عن انصهار الجليد عند درجة الحرارة 0 مئوية ، وتبقى مستقرة عند هذه القيمة مادام في الأنبوب شيء من الجليد.
بعد ذلك تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع من جديد عندما يتحول كل الجليد إلى ماء.
تعتبر درجة الحرارة Θ = 0°C درجة تميز انصهار الجليد .

المصدر:
http://d.villafruela.free.fr

بليز أبغي تقرير عن التغيرات الكيميائية والفيزيائية ضرووووووووووووري
ومب لازم بعد تقرير المهم معلومات عن التغيرات ….

التغيّرات الكيميائية والتغيّرات الفيزيائية

الخلفية العلمية للموضوع :
من المهم جدا أن نعرف الفرق بين التغيرات الفيزيائية والتغيرات الكيميائية. فكلا النوعين من التغيرات يعتمد عليها دراسة التفاعلات الكيميائية وحالات المادة. كثيرا ما نتفق أن بعض التغيرات تكون واضحه, ولكن هناك بعض الأساسيات يجب أن نٌعتمدها.

التغيرات الفيزيائية عبارة عن تغيرات في الطاقة والحالات المادة. بينما التغيرات الكيميائية تكون على مستوى التغيرات التي تحدث لمكوناتها الأساسية ( ذرات ، جزيئات .. ). فعند الضغط على علبة معدنية واعوجاجها, أكون قد أحدثت عليها تغيرات فيزيائية . حيث أن شكلها تغيير بينما حالتها لم تتغير. كما وأننا عندما نصهر مكعب ثلج فإننا أيضا نحدث تغيرات فيزيائية ( بإضافة طاقة ) . مثل هذه الأمثلة هي تغيرات في حالة المواد. فأنت تسبب تغيّرات فيزيائية إذا ما أثّرت بقوى مثل الحركة أو الحرارة أو الضغط.
أما التغييرات الكيميائية فإنها تحدث في مستوى أصغر. وقد تظهر بشكل واضح في التجارب عند تغير الألوان بالرغم من أن هذه التغيّرات قد حدثت لدقائق لا ترى. فمثلا عند ظهور صدأ الحديد الأحمر ( وهو عادة يلزمه فترة طويلة نسبيا للظهور) فهذا يعني أن ذرات الحديد الأصلية قد تغير تركيبها ( تأكسدت ). أما ذوبان مكعب السكر هو تغيّر فيزيائي لأن المادة ما زالت سكر . بينما لو حرقنا مكعب السكر يصبح التغير تغيّرا كيميائيا ، فالطاقة الحرارية ستعمل على كسر الروابط الكيميائية في السكر ولا يعد سكر.
إن التغيرات الكيميائية قد تكون صغيرة جدا أو أنها قد تحدث على عدة مراحل ويكون نتيجتها نفس عدد الذرات ، إنما يصبح لها تركيب مختلف. فمثلا من السكريات الآحادية : الجلوكوز والجلاكتوز والفركتوز وجميعها تمتلك 6 ذرات كربون و12ذرة هيدروجين و6 ذرات أكسجين. فبالرغم من تشابهها في عدد ونوعية الذرات، إلا أن لها أشكال مختلفه تسمى المتصاوغات. ولكل منها لها التفاعلات الكيميائية المختلفة بسبب اختلافها في الصيغة البنائية.
أمثلة على التغيرات الكيميائية :

التغيرات الكيمائية غير مقتصر حدوثها في المختبر الكيميائي. وسنعرض هنا بعض الأمثلة هذه التغيرات الكيميائية مع معادلتها الكيميائية :
• عادة ما تفقد الملعقة الفضية بريقها وذلك لتفاعلها مع الكبريت الذي في الهواء ليكوّن كبريتيد الفضة ذات اللون الأسود
2 Ag + S –> Ag2S
• عند تعرّض الحديد للهواء الجوي , فإنه يصدأ لتفاعله مع الأكسجين.
4 Fe + 3 O2—> 2 Fe2O3
• يحترق الميثان متحدا مع الأكسجين في الهواء لتكوين ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء
CH4 + 2 O2 –> CO2 + 2 H2O
• مضاد الحموضة ( هيدروكسيد الكاليسيوم ) دواء يعادل حموضة المعدة ( حمض الهيدروكلوريك ).
Ca(OH)2 + 2 HCl–> CaCl2 + 2 H2O
• الجلوكوز ( سكر بسيط ) يتخمر إلى الإيثانول وثاني أكسيد الكربون. السكر الذي في العنب أو الحبوب يتخمر باستخدام الخميرة لصنع الكحول وثاني أكسيد الكربون. وثاني اكسيد الكربون هو الغاز الذي يتصاعد بكثرة في المسكرات
C6H12O6 (glucose)– 2 C2H5OH (ethyl alcohol) + 2 CO2
• الكحول مع الأكسجين يصبح خل مع جزيئات من الماء. هذا التفاعل أكثر تعقيدا من تخمّر الكحول بسبب التفاعلات الكيميائية الحيوية.
C2H5OH + O2 –> HC2H3O2 + H2O
وكقاعدة عامة، فالتفاعلات الكيمياحيوية تصبح أمثله ضعيفة لتوضيح التفاعلات الكيميائية الأساسية لأنها تفاعلات واقعية تحدث في أجسام الكائنات الحية وتحت سيطرة الأنزيمات .

أمثلة على التغيّرات الفيزيائية:

هنا بعض الأمثلة للتغيرات التي لا تعتبر كيميائية. ففي كل حالة يمكن للمواد الأصلية أن يعاد اصلاحهاوتعديلها بالعمليات الفيزيائية
• غليان الماء في غلاية الشاي أو تكاثفه على الزجاج البارد
• علبة من الألومنيوم توضع في على الغاز ويتم تسخينها
• تحوّل الثلج الجاف من المادة الصلبة إلى الحالة الغازية لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون ( التسامي )
• صهر الذهب أو تصلبه
• خلط الرمل مع الملح
• طحن قطعه من الطبشور إلى بودرة
• جعل قضيب من الحديد مغنطيسا
• اذابة قطعة السكر في الماء

المنطقة الرمادية ما بين التغيّرات الكيميائية والتغيّرات الفيزيائية :
يمكن القول بأن هناك منطقة رمادية نقف فيها ونتساءل .. هل هذه التغيرات هي كيميائية أم فيزيائية؟ ولماذا ؟
ذوبان ملح المائدة في الماء

تترابط الأيونات في المركبات الأيونية بروابط أيونية ،وعند تكوين المحلول تتأين مثل هذه المركبات – عادة – حيث يعمل جزئ الماء على إبعاد الأيونات عن بعضها البعض. وملح الطعام ( كلوريد الصوديوم ) مثال جيد للمادة الأيونية. معظم المواد الأيونية مثل كلوريد الصوديوم تكون على شكل بلورات صلبة تتأين في المحاليل المائية. فالكمية القليلة من ملح الطعام تذوب بسرعة كبيرة في قدر الطبخ لتتحول إلى أيونات .
كيف لنا أن نعرف بأن الأيونات في المحلول ؟
مثل هذه المحاليل تتميّز بأنها موصلة جيدة للتيار الكهربائي بسبب حرية حركة أيوناتها :
NaCl –> Na+ + Cl-
تنجذب أيونات الصوديوم الموجبة نحو جانب ذرات الأكسجين السالبة في الماء وتتجه أيونات الكلوريد السالبة نحو جانب ذرات الهيدروجين الموجبة من جزيئات الماء.
في هذه الحقيقة الواقعة .. هل هو تفاعل أم لا ؟ نحن ذكرنا بأن التغييرات الفيزيائية هي الحالة التي لا يحدث أي تغيرات كيميائية للمتفاعلات أو المواد ألأصلية ويمكن إعادة تصليها بالعمليات الفيزيائية. وأن التغيّرات الكيميائية التي يتكون فيها مواد جديدة.
ويمكن الجزم هنا بأن كلوريد الصوديوم الصلب أكيد يختلف عن أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد. والأيونات توّصل التيار الكهربائي ويمكنه أن يتفاعل في التفاعلات الأيونية. لكن من جانب آخر , فمثل هذه الأيونات يمكن اعادتها تماما إلى المواد الأصلية بعملية تبخير الماء . ومثل هذا يتم عادة بتبخير ماء البحر للحصول على الأملاح.
هل تكسّرت الروابط؟ نعم , فإذا قمت بفصل أيونات الصوديوم اشعاعيا ونقلتها إلى محلول أيونات لم يتم فصلها . فروابط البلورة سيتم تشكيلها وستختلط الأيونات المفصولة مع الأيونات الغير مفصولة . فالبلورة كتلة متماسكة من الأيونات التي تأخذ الأماكن المنظمة ولا تعمل جزيئات منفصلة عن بعضها البعض .
بعض المركبات الأيونية مثل حمض الأستيك , يتأين جزئيا في الماء مكونا أيون الأسيتات وأيون الهيديوجين . حمض الأستيك حمض ضعيف , وهذا يعني بأن المادة لم تذوب كليا في الماء ، إلا أن هناك أدلة على وجود متميّز لأيونات الهيدروجين .

• تبلور كبريتات النحاس المائية الزرقاء بالحرارة

تتميّز كبريتات النحاس المائية بلونها الأزرق اللافت للنظر ولمعانه الزجاجي الظاهر لبلوراته . هو أحد البلورات المائية التي ترتبط معه جزيئات الماء مع الأجزاء الغير مائية منه لتكوّن بلورة شبكية. ويتم التعبير عنها بنقطه بعد الصيغة الجزيئية للمركب للتعبير من وجود الماء في الجزء الأيوني منه.
ومن المعروف عن البلورات المائية فالتسخين اللطيف سيفصل جزيئات الماء عن كبريتات النحاس. وخلال التسخين سيتحوّل لون الأزرق المبهر إلى مسحوق لونه أزرق باهت، لخروج الماء منه كبخار كما في المعادلة :
CuSO4.5H2O –> CuSO4 + 5H2O
ارتباط الماء بكبريتات النحاس يكون بنسبة 1 : 5 مول. وعملية فصل الماء عن البلورة لن يكون لمدة طويلة .. فبمجرد إضافة قطرة من الماء إلى البلورة المجففة فإنها تكون شرهه للماء وستلتقط الماء وهي تحدث صوتا لشدة التفاعل مصاحبا بالحرارة. وتغيّر في اللون مشابه للبلور المائية .
في هذه الواقعة هل هو تفاعل أم لا ؟ فتبادل الحرارة ، والنسبة الثابته ما بين الماء وكبريتات النحاس والتغيّر في الخصائص تجعل من النقاش متحيّزا لاعتباره تفاعلا. أما في الجانب الآخر ، كون أن الماء يظل ماء وصيغة كبريتات النحاس لا تتغير. والعملية قابلة للانعكاس بعملية فيزيائية بسيطة وهي إضافة القليل من الماء أو التسخين اللطيف لفصل الماء .
ملاحظة : كبريتات النحاس مادة سامة بسبب وجود أيونات النحاس. والنحاس والفلزات الثقيلة الأخرى مثل الرصاص والزئبق تسبب مشاكل في خلايا الكائنات الحية. تعتبر تجربة إزالة الماء من كبريتات النحاس المائية خطرة لأن استخدام بلورة كبيرة قد تنفجر بفعل الحرارة وتسبب تناثر كبريتات النحاس في كل مكان . كما وأن بودرة البلورة اللامائية أيضا خطرة