La main à la pâte
درجة حرارة ذوبان خليط الماء والكحول
01/06/2001
تاريخ
 
سؤال من
 
نريد وضع، مع تلاميذ الفصل، قائمة بمختلف السوائل التي تذوب عند درجة حرارة أقل من صفر درجة مئوية. وفكرنا في بعض السوائل مثل سائل تبريد المحركات أو سائل غسيل زجاج السيارات حيث تكون درجة حرارة الذوبان مُحددة على الغلاف. ولا نجد أي تحديدات لسوئل مثل الكحول علي سيبل المثال، ووجدنا أن الكحول يتجمد عند درجة حرارة -117 درجة مئوية، وذلك بالنسبة للكحول النقي. فماذا يحدث للكحول عند 90 درجة مئوية أو 60 درجة مئوية أو أقل من ذلك؟ هل يوجد سوائل أخرى تكون درجة ذوبانها أقل من ذلك ومعلومة؟ ويهدف بحثنا إلى وضع في منطاد سابر أواني بها سوائل مختلفة تتجمد عند درجات حرارة مختلفة، ويجب معرفة أي سوائل، من أجل معرفة درجات الحرارة التي يقابلها المنطاد. وتحتوي الصناديق المفتوحة على سوائل تجمدت، والصناديق المغلقة تحتوي دائماً على سوائل لم تتجمد. إذاً يمكننا معرفة أكثر درجات الحرارة انخفاضاً.
 

 
 
05/06/2001
تاريخ
 
إجابة من
 
إن فكرة وضع مواد مختلفة في المنطاد هي فكرة جيدة، إلا أن الإناء الذي يحتوي على ماء يمكن أن يُفتح. ويجب تحديد فكرة التجربة بصورة أفضل، ولكن يبدو أن المعلم يرغب أن يؤدي تجمد المواد المختلفة إلى فتح الصناديق، مما يساعد على إثبات أن ذلك المنتج قد جُمِد. إن خاصية ارتفاع الحجم عند التجمد هي صحيحة بالنسبة للماء فقط. ولن نتحقق من تلك الخاصية بالنسبة لخليط أو بالنسبة لمنتج لا يحتوى على ماء، ربما يكون الأمر أيسر إذا زودنا المنطاد بميزان حرارة بسيط مزود بنظام "الذاكرة". وإذا كنتم لا تعرفون المبدأ، فإن هذا النوع من ميزان الحرارة يسمح بمعرفة درجات الحرارة الصغرى والكبرى التي يسجلها ميزان الحرارة، طالما لم يضع المستخدم الجهاز عند صفر درجة مئوية (مجهز بلسين من البلاستيك ويرتفع مع السائل المحتوى في ميزان الحرارة، ولكن لا ينخفض إلا إذا طلبنا هذا. ويباع هذا الميزان على نطاق واسع). ويستخدم هذا الميزان في الخارج في الحدائق لمعرفة درجة الحرارة الصغرى أثناء الليل. بالإضافة إلى ذلك، إن انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع معروف لدي الطيارين مثل درجة حرارة 2 درجة مئوية لكل ميل قدم (حوالي 300 متر)، ويتعلق هذا بمعدل رطوبة الهواء (إذا وجد تشبع أم لم يوجد). وإذا كانت درجة حرارة الأرض 16 درجة مئوية، فيجب أن نصل إلى 2400 متر من الارتفاع للحصول على صفر درجة مئوية. ويجب : 1) توفر حبل طويل 2) أو إجراء التجربة في فصل الشتاء في يوم لا يوجد فيه ثلج على الأرض.
 
 
درجة حرارة ذوبان خليط الماء والكحول

 
 
08/06/2001
تاريخ
 
إجابة من
 
وأقدم لكم، استكمالاً لإجابة اريك وال الممتازة، معطيات مأخوذة من كتاب عن موضوع نقط تجمد خليط الماء والإتانول (المكون معطى بكتلة مئوية). درجة حرارة ذوبان خليط الماء والحكول درجة حرارة الذوبان (درجة مئوية) % إيثانول (كحول إيثيلي بالكتلة) وذلك للمعلومات فقط حيث يصعب تحقيق هذا الخليط (لا أتصور كيف يمكن أن يتيسر لمدرسة أن تحصل على إيثانول كاف لتكوين هذا الخليط) ويرجع ذلك إلى الأسباب التي وضحها أريك وال.