ویژگیهای فیزیکی مواد
آنچه در این فصل میآموزید :
۱. حالت های ماده
۲. نیروهای بین مولکولی
۳. فشار در شاره ها
۴. شناوری
۵. شاره در حرکت و اصل برنولی
۱. حالت های ماده
ویژگیهای فیزیکی مواد :
چهار حالت خاص برای مواد وجود دارد: جامد – مایع – گاز – پلاسما
پلاسما که حالت چهارم ماده است، در دماهای بسیار بالا که گاز را به صورت یونیزه در می آورد وجود دارد.
ویژگی اجسام جامد:
١-دارای شکل معینی میباشند.
٢- نیروی بین مولکولها قوی است.
٣- ذرات حرکت ارتعاشی با دامنـه ی کوتاه دارند.
۴- به دو دسته ی بلورین و بی شکل (آمورف) هستند.
اتم های تشکیل دهنده ی جامد بلورین در طرح و نظم های منظم قـرار دارنـد. مثـل فلزهـا، نمـکهـا، المـاس، یـخ و بعـضی از
سنگ های آذرین درونی که به آهستگی درون زمین سرد شده اند. ولی در جامدهای بی شکل مولکول ها طرح منظمی ندارد، زیـرا در فرآیند سردسازی سریع سرد شده اند و فرصت نظم داشتن یا منظم شدن را نداشته اند. مثل شیشه.
ویژگی اجسام مایع:
١- مولکول های مایع نظم و تقارن جامدهای بلورین را ندارند.
٢- فاصله ی بین مولکول های مایع از فاصله ی بین مولکول های جامد بیشتر است و به راحتی جاری میشوند به شکل ظرف در میآیند.
٣- پدیده ی پخش در مایعات یکی از ویژگی های مایع است.
۴- مایع تراکم پذیر نیست به علت دافعه ی بین مولکول های مایع.
۵- نیروی همچسبی بین مولکول های مایع باعث کشش سطحی میشود.
۶- وقتی نیروی دگرچسبی بیشتر از نیروی همچسبی بین مولکول های مایع باشد مایع جـسم را تـر مـیکنـد و بـرعکس ، اگـر
نیروهای همچسبی بیشتر از دگرچسبی باشد، جسم توسط مایع خیس یا تر نمیشود. همین وضعیت باعث میشود که آب از
لوله های مویین بالا رود، ولی جیوه برعکس است.
٧- سطح آب درون لوله ی مویین فرورفته و از سطح مایع درون ظرف بالاتر است ولی سطح جیوه درون لوله ی مویین پایین تر از سطح جیوه درون ظرف و برآمده است.
هرچه قطر لوله ی مویین کمتر باشد سطح آب بالاتر و سطح جیوه پایین تر میرود.
کشش سطحی: کروی شدن قطره های آب، قرار گرفتن یک سوزن خیاطی روی سـطح آب، نمونـه ای از کـشش سـطحی مـایع
است.
ویژگی گازها:
١- نیروی بین مولکول های گاز بسیار ضعیف است.
٢- فاصله ی بین مولکول های گاز حدود ٣۵ آنگستروم ( ۱۰-۱۰ متر) است.
٣- گازها شکل و حجم مشخصی ندارند
۴- تراکم پذیر هستند.
۵- حرکت نامنظم و کاتوره ای سبب حرکت بروانی میشود.
۶- پدیدی پخش در گازها سریعتر از مایعات است.
نکته:
فشار در فیزیک به چه معناست؟
فشار در فیزیک به نیرویی اشاره دارد که به صورت عمودی بر روی یک سطح یا شیء عمل میکند. این نیرو میتواند به صورت فشار جوی، فشار سطحی یا فشار داخلی در یک ماده باشد و معمولاً با واحد پاسکال (Pa) یا …
برای مشاهده ادامه آموزش بر روی اینجا کلیک کنید.
خرسهای قطبی فیزیکدان نیستند ….
برای مشاهده ادامه مطلب بر روی اینجا کلیک کنید.
وقتی شاره ای (مایع یا گاز) ساکن است، به هر سطحی که با آن در تماس باشد، مانند جداره یک ظرف یا سطح جسمی که در شاره غوطه ور است، نیرویی عمودی وارد می کند. شکل های …
برای مشاهده ادامه آموزش بر روی اینجا کلیک کنید.
مطابق شکل زیر بخشی از شاره به ارتفاع h نشان داده شده است که بین دو سطح فرضی A قرار دارد. نیروهای در راستای قائم که بر این بخش از شاره وارد می شود در شکل نشان داده شده است …
برای مشاهده ادامه آموزش بر روی اینجا کلیک کنید.
فشارسنج هوا یا بارومتر
وسیله ی ساده که برای اندازه گیری فشار جو به کار میرود و به آن جوسنج و یا فشارسنج جیوه ای نیز میگویند.
فشار سنج جیوه ای توسط توریچلی، فیزیکدان ایتالیایی اختراع شد.
لوله ی شیشه ای بلندی (به طول ( ۸۰cm) و پر از جیوه درون ظرف محتوی جیوه به طور وارون قرار داده می شود.
- اگر قطر لوله آزمایش تغییر کند ارتفاع جیوه تغییر نخواهد کرد
تبدیل واحد cmHg به Pa (پاسکال)
سوال:
سوال:
فشارسنج شاره محبوس یا مانومتر
مانومتر وسیله ای برای اندازه گیری فشار یک شاره ی محصور است.
سوال:
۴. شناوری و اصل ارشمیدس
ارشمیدس دانشمند یونانی دوران باستان نخستین کسی بود که پی برد به جسم های درون یک شاره یا غوطهور
در آن همواره نیرویی جهت بالای خالصی به نام نیروی شناوری Fb از طرف شاره وارد می شود.
نکته : حالت های مختلف
برای تماشای داستان ارشمیدس میتوانید بر روی تصویر زیر کلیک کنید.
سوال :
۵. شاره در حرکت و اصل برنولی
شاره ی در حال حرکت به دو دسته تقسیم می شود:
برای سادگی تحلیل حرکت یک شاره فرض می شود که:
* جریان بدون تلاطم (لایه ای یکنواخت) باشد
شاره تراکم ناپذیر باشد (چگالی آن ثابت باشد)
اتلاف انرژی روی ندهد (اصطکاک داخلی که به آن چسبندگی میگویند نداریم)
قانون پایستگی جرم برقرار باشد.
اگر سیستمی با شرایط بالا در نظر گرفته شود، مدلی آرمانی برای بررسی حرکت شاره خواهد بود.
اصل برنولی
در شکل زیر آب با جریان لایه ای، در لولهای با دو سطح مقطع متفاوت حرکت می کند. با کاهش سطح مقطع لوله، جریان آب تندتر میشود و فشار آن کاهش می یابد.
در هر مقطع دلخواه لوله، مقدار آبی که در یک مدت زمان معین از یک مقطع لوله وارد می شود با مقدار آبی که در همان زمان از آن مقطع میگذرد برابر است. در جاهایی از لوله که جریان آب تندتر است، فشار کمتر است.
معادله پیوستگی
در حالت پایا و در مدت زمان یکسان، جرم یکسانی از شاره از هر سطح مقطع دلخواه لوله می گذرد از این رو خواهیم داشت:
کاربرد اصل برنولی در بررسی پدیده ها و ساخت وسیله ها
حرکت ورق کاغذ وقتی در مقابل دهان خود بر سطح بالایی کاغذ به سرعت بدمیم.
پف کردن پوشش برزنتی روی اتاقک عقب کامیون هنگام حرکت.
افشانه ی عطر
طراحی بال هواپیما
طراحی بال هواپیما به گونه ای است که وقتی هوا از بالای بال می گذرد، چون مسیر طولانی تری را طی می کند، سرعت جریان هوا در بالای بال بیشتر است و بنا به اصل برنولی باید فشار در بالای بال کمتر باشد. در این صورت فشار پایین بال از فشار بالای بال بیشتر است و سبب ایجاد نیروی بالابر لازم برای بالا بردن هواپیما می شود.
در افشانه ی عطر با فشردن مخزن پلاستیکی، یک جریان هوای سریع از مقابل دهانهی بالایی لوله ی درون عطر می گذرد که سبب کاهش فشار در هوای بالای لوله شده و فشار درون شیشه ی عطر آن را به بالا می راند و عطر در هوا پاشیده می شود.
بیشتر بدانیم
لوله پیتوت (Pitot Tube)
لوله پیتوتبه طور کلی، لوله پیتوت ابزاری است که برای اندازه گیری سرعت سیال مایعات و گازهایی که در مسیر جریان قرار دارند استفاده می شود و بر اساس قانون اصل برنولی کار میکند. طبق قانون برنولی فشار با افزایش سرعت یا سرعت سیال عامل تغییر می کند. اساسا یک لوله پیتوت با تعیین اختلاف …
برای مطالعه بیشتر روی ادامه کلیک کنید.
تست های فصل دوم:
تست ۱) کدام یک از پدیده های زیر نشان اصل ارشمیدس است؟
١) راه رفتن حشرات روی آب ٢) قرار گرفتن سوزن روی سطح آب
٣) بالا رفتن بالون در هوا ۴)بالا رفتن آب از لوله های مویین
تست ۲)
تست ۳)
تست ۴)
تست ۵)
تست ۶)
تست ۷)
تست ۸)
تست ۹)
تست ۱۰)
