La main à la pâte
الأجسام المعجنة
29/03/1999
تاريخ
 
سؤال من
 
تتحول المادة الخام من الحالة الصلبة للحالة السائلة في درجة حرارة معينة. مما يعني أن الأجسام المعجنة كلها عبارة عن خليط؟ غير أن البرافين يمكن أن يصبح لينا إذا قمنا بتسخينه وهو خام. ماذا يحدث؟
 

 
 
30/03/1999
تاريخ
 
إجابة من
 
تصنيف الصلب / السائل ليس مطلقا - علام أعتقد – ودقيق (أو نقول أن وجود المادة في ثلاثة أشكال، السائل والصلب والغازي يعتبر تعريفا مختصرا). وأتذكر دائما أنه إذا وضعنا شمعة أفقية على حاملين أفقيين تحت كل من طرفيها، فتظل مستقيمة. أما إذا فعلنا نفس الشيئ في عصاه من الشمع المستخدم في الأختام تنحني العصا تحت وطأة وزنها. فالعصا على هيئة عجين- سواء لزج أو سائل- بينما الشمعة "صلبة". ولكن إذا طرقنا فوقها نجد أن الشمعة مرنة وشمع الأختام صلب (في نفس درجة الحرارة والضغط). (يمكننا تعميم ذلك على اللافا السائلة من البراكين... الخ). هناك أشكال أخرى غير مستساغة من المواد. يكون الصلصال السيليكونيSilly Putty (في مجال لعب الأطفال) مرناً وسرعته بطيئة [حيث أن شكلة يتغير تحت وزنه]، لكنه شديد المرونة حينما تكون سرعته كبيرة (كذلك الحال بالنسبة للحشو الذي يستخدمه أطباء الأسنان في القوالب). وعلى العكس من ذلك، هناك سوائل لانيوتونية لزجة، وسرعتها قليلة وشديدة السيولة عند رجها (على سبيل المثال ألوان الطلاء تكون شديدة السيولة على الفرشاة لكنها لا تسيل على الحائط!). كذلك هناك – في صناعة الكاوتشوك- بوليمرات (مواد خام) صيغتها مألوفة ولها خواص ميكانيكية ذات تنوع مذهل. (من الكرة العجيبة الشديدة المرونة إلى قطع المطاط "اللطيفة" التي إذا قذفناها لا ترتد إلينا ثانية وذات قدرة ممتازة على الالتصاق بعربات السباق). وأعتقد أن القول بأن "أي مادة خام تنصهر عند درجة حرارة معينة " يعتبر جازما بشكل مطلق. ولاسيما إذا ما ناقشنا مفهوم الأجسام "المعجنة".
 
 
الأجسام المعجنة

 
 
30/03/1999
تاريخ
 
إجابة من
 
أنا متفق تماما مع السيد ""JL Basdevant. في الواقع هذا التصنيف في "الحالة الصلبة" و"الحالة السائلة" غالبا ما يكون تعسفيا ونتيجة لمحاولة الإنسان وضع الأشياء في " إطار صغير" لتسهيل فهمها! فتعد البوليمرات (البلاستيكية) مثالا جيدا باستثناء القاعدة. إذا كان للبوليمرات قدرة كبيرة على التوزيع في الكميات الجزيئية، أي الجزيئات أو مجموعات الذرات المرتبطة ببعضها البعض، والتي لها أحوال مختلفة مثل طبق الاسباجتى ذو الأطوال المختلفة. يمكن حدوث عملية الانصهار على الشاطئ في درجات حرارة مختلفة. وقد يعتمد ذلك على سرعة التسخين! يفسر ذلك - جزئيا على الأقل – الحركة الملحوظة مع البرافين، هل هي كيميائية أم أنها تحتوي على مجموعات جزيئية، ونعطي بذلك مثالاً ظاهريا بجزء مرن (جزء مستطيل يتناسب مع القوة المستخدمة- أي صلب) وجزء لزج (سرعته نسبية مع القوة – أي سائل) في نفس المادة! إذا حدث للبوليمر صدمة ميكانيكية يصبح كالأجسام الصلبة لكن قوته تزيد ببطئي فيصبح كالسائل. المرجع JLB.
 
 
الأجسام المعجنة

 
 
01/04/1999
تاريخ
 
Anonyme
إجابة من
 
أشكركم على هذه المعلومات، ومرة أخرى يمكننا استنتاج أن طبيعة البوليمرات معقدة جدا وأنه أحيانا يكون من الصعب تصنيف بعض الأشياء بصفة مطلقة. وهذه هي إحدى المشكلات التي نواجهها عند تدريس مادة العلوم في المدارس الابتدائية لأننا أحيانا ما نتعرض لبعض المشكلات العسيرة. واقتبس من إجابتكم ما يلي، المواد الخام المكونة من جزيئات معقدة ولها خواص ميكانيكية متعددة. وعلاوة على ذلك، أعتقد أن تأثير درجة الحرارة يتغير تبعا للمادة. ونتيجة لذلك يكون للمواد الأكثر في الذرات (المعادن) أو الجزيئات التي تتكون من جزيئات أخرى صغيرة (الماء والكحول) فقط ثلاث حالات متميزة...
 
 
الأجسام المعجنة

 
 
01/04/1999
تاريخ
 
إجابة من
 
أعتقد أن ذلك صحيحا على الأقل في ظروف درجات الحرارة والضغط والكثافة العادية. أما الظروف غير العادية "تعني الخواص الميكانيكية والمغناطيسية... الخ" للمواد الواقعة تحت تأثير ضغط كبير مثل مركز الأرض أو تحت تأثير كثافة ما فإن الأمر يختلف. لكننا بهذه الطريقة سندخل في مجالات معقدة (مثل حالة البلازما في الإنحاء الشديدة الحرارة مثل الشمس). أما في الظروف "العادية" فيكون الجزيئ الصغير (H2O أو C2H5OH) "صلب" جدا وغير قابل للتغير في الشكل على العكس من سلسلة البوليمرات الطويلة. يعد تأثير الضغط ظاهرة منتشرة. إذا ضغطنا بشفرة السكين أو سلك معدني على قطعة من الثلج، ندرك أن الثلج يذوب في منطقة الضغط بينما يكون أكثر صلابة في المنطقة العلوية. إذا يمكننا "العبور" من طرف قطعة الزجاج للطرف الآخر بالسكين دون أن يتم تقسيمها إلى نصفين.