الرئيسية
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتهالاخوة والاخوات اليكم هذه المعلومات الكيميائية التي تمارسونها ولا تعرفون السبب
المعلومة الاولى :
لماذا يتجنب المهندسون استخدام قلم الرصاص لوضع علامات على المعادن؟
تتفاعل المعادن كهربائيا مع بعضها البعض ، بحيث تبدأ سلسلة من التفاعلات . وكما يحدث في المعادن فإن بعض المواد غير المعدنية تتمتع بخواص كهربائية وتشترك في التفاعلات . والكربون هو أحد هذه المواد ويندرج في لائحة المواد المتفاعلة ويلي القصدير تماما . ولا يقتصر الأمر على ذلك ، بل إن جميع المعادن تفقد الإلكترونيات أثناء هذه التفاعلات وهذا شيء مشترك بينها ، بينما الكربون يكتسب الإلكترونيات عندما يتفاعل مع بقية المعادن . هذا يعني أن تفاعله الكهربائي قوي جدا ومصدر طاقة جيد ، . يتكون الرصاص في قلم الرصاص العادي من الغرافيت ( وهو نوع من الكربون ) والطين الصيني ( سيليكات الألمنيوم ). وكلما زادت قساوة القلم كلما زادت فيه نسبة الغرافيت.
ولابد من تجنب عمل علامات أو الكتابة في معدن نشيط مثل الألمنيوم ، الذي قد يستخدم بشكل غير مدهون في جناح الطائرة مثلا ، قد يتسبب بكارثة اشتعال النيران بالطائرة بسبب تفاعل الكربون مع الالمنيوم .
ولتفادي مثل هذه المشكلة ، يجب على المهندس استخدام أداة حادة لوضع الإشارات ، أو صباغ خاص لا يحتوي على الكربون. لأن الأداة الحادة تخدش سطح المعدن فقط ( وفي حالة الألمنيوم سيلتئم الخدش تلقائيا بتمدد طبقة الأكسيد عليه ) بينما الصبغة لا تنقل التفاعلات الكهربائية . وقد يضطر المهندس أحيانا إلى تغطية جسم الطائرة كله بطبقة واقية ، يرسم عليه علاماته ، ثم يزيله بعد ثقب جميع الأماكن اللازمة.
المعلومة الثانية :
لماذا يتنفس غطاس البحار خليطا من الهيليوم والأكسجين بدلا من الهواء الطبيعي؟!
تتكون معظم أنابيب الهواء من نيتروجين وأوكسيجين بنسبة أربعة إلى واحد . والنيتروجين غاز لا يتمتع بأي نشاط كيميائي يمر في الجسم أثناء التنفس دون أن يسبب أي تغيير كيميائيي أو تأثيرات لاحقة .
إلا أن ضغط الماء يزداد كلما ازداد العمق ، وللمحافظة على تنفس الغواص بشكل طبيعي يجب أن يزداد ضغط مزيج الهواء الذي يتنشقه . وعلى عمق نحو ثلاثين مترا ، مثلا، سيحتاج الغطاس إلى تنشق هواء يزيد ضغطه أربعة أضعاف الضغط الجوي ، وإذا كان هذا المزيج هواء عاديا ، يجب أن تقوم أنسجة الشحم في جسم الإنسان بامتصاص النيتروجين بسرعة اكبر مما يظهر في بقية أنسجة الجسم . وبما أن الدماغ والجهاز العصبي المركزي يتكونان من الدهن والشحم بنسبة 60 بالمئة . لذا يؤثر فيهما الغاز بشكل قوي ، ويعيق حركتهما العادية . وتكون النتيجة تخدير الغواص بالنيتروجين ، وهي حالة مشابهة كثيرا للثمل الناتج من شرب مادة مسكرة .
والخطر الآخر المرتبط بتنشق مزيج النيتروجين في أعماق البحار هو مرض نقص الضغط ( الانحناءات). فإذا نزل الغطاس بسرعة كبيرة الى عمق البحر ، سيتمدد النيتروجين الموجود في أنسجة الدهنية ويكون فقاعة في الدماغ أو الحبل الشوكي أو المفاصل ، ويسبب عددا من الأعراض المرضية من ضمنها الشلل والألم الشديد.
ويمكن للغطاسين تجنب هاتين الحالتين عبر تنشق مزيج الهيليوم والأوكسجين بدلا من الهواء. والهيليوم أيضا غاز خامل غير نشيط ، لا يتفاعل مع أنسجة الجسم ونسبة امتصاصه أقل من نسبة امتصاص النيتروجين . إلا أنه ، يولد حرارة أكبر وأسرع من النيتروجين الأمر الذي يؤدي إلى فقدان حرارة جسم الغطاس نسبة الي درجة حرارة الماء المحيط به، لذا فإن الغطاس الذي يتنشق مزيج الهيليوم والأكسجين مضطر آلي ارتداء بزة غطس ساخنة . وأخيرا هناك سيئة أخرى لغاز الهيليوم هو تأثيره في الصوت حيث يصبح صوت متنشقه كصوت دونالد داك .. وذلك لفترة مؤقتة . المعلومة الثالثة :
لماذا يحافظ ورق الألمنيوم على الأشياء ساخنة (او باردة)؟
تنتقل الحرارة بثلاث طرق : التوصيل – بالنقل أو الحمل – بالإشعاع.
التوصيل: هو عبارة عما يحدث عند وجود مادة ساخنة مع مادة أبرد، حيث تنتقل الحرارة وبشكل طبيعي من المادة الأسخن. فإذا وضعت يدك في وعاء فيه ماء باردا ستصبح يدك أبرد، وسيصبح الماء بعد ذلك دافئا اكثر.
النقل الحراري: تزداد حرارة الهواء الموجود حول مادة ساخنة، عن طريق عملية النقل الحراري. والهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد لذا فإنه يرتفع ليحل مكانه الهواء البارد الموجود في الأعلى، (انظر لماذا يرتفع البالون المنفوخ بالهواء الساخن؟) وتستمر العملية على هذه الحال حتى تبرد حرارة هذا الشيء أو المادة وتصبح معادلة لجو الغرفة.
(تعمل أجهزة التدفئة المركزية بنظام النقل الحراري، وما لم تصبغها باللون الأسود غير اللماع، سيكون من المنطقي أكثر ان تسميها "أجهزة التسخين الحراري").
الإشعاع الحراري: رغم أن كل الحرارة الصادرة عن مدفأة الفحم أو الخشب التقليدية تنطلق الى الخارج عبر المدخنة عن طريق النقل الحراري، إلا أن الدفء الذي يعم الغرفة ينتقل عن طريق الإشعاع الحراري. ( هذا النوع من الإشعاع لا يحتاج الى وسط ناقل، مما يعني أن الأشياء مثلا في مكنسة كهربائية ستبرد، فتتمكن بالتالي من نقل الحرارة المحيطة بها الى أشياء أخرى رغم عدم وجود إمكانية للتسخين عبر الحمل أو التوصل الحراري. ولو لم تكن هذه الحالة مقبولة علميا لما تمكنت الشمس من تسخين الأرض).
إن الأسطح اللماعة والألوان الفاتحة تعتبر مواد قليلة الإشعاع بحيث تمتص الحرارة مقارنة بالأسطح الداكنة والكئيبة الألوان. والأمثلة على صدق هذا الكلام كثيرة في حياتنا اليومية. فنحن نلاحظ أن غطاء خزان ماء التبريد الموجود في محرك السيارة مطليا دائما بالأسود غير اللماع وذلك حتى يتم تشجيع فقد بعض حرارة الماء عن طريق الإشعاع.
ويجدر بنا أن نشير هنا الى أن هذا الكلام ينطبق على جميع اشكال الإشعاع – وليس على الحرارة فقط. فمثلا يتم طلاء الأسطح الخارجية لبعض الطائرات الحربية باللون الأسود غير اللامع حتى يمتص الموجات المصغرة الصادرة عن الرادارات فتصبح الطائرة خفية لا يمكن لأحد تعقبها.
وينطبق نفس المبدأ السابق على كيفية تمكن مادة الألمنيوم، من المحافظة على الطعام دافئا، أو تجعلنا قادرين على استخدامها لتسخين أو طهي الطعام بسرعة. فإذا وضعت الجانب اللماع من ورق الألمنيوم نحو الداخل، ستتمكنين من الحفاظ على الطعام دافئا، أو ستقللين من وقت الطهي.
ومثال آخر يوضح نفس الظاهرة، هو بطانية الفضاء، التي تستخدمها فرق الإنقاذ في الأجواء الباردة، حيث تصنع هذه البطانية من مواد مقاومة للريح والماء تغطيها طبقة من الألمنيوم العاكس أو اللماع. فإذا قام المنقذ بلف الجزء اللماع حول المصاب، سيتمكن من الحفاظ على اكبر قدر ممكن من الحرارة على جسم الأخير.
وبشكل مشابه، فإنك إذا نظرت داخل قارورة المكنسة الكهربائية سترى أن الأسطح الداخلية لها فضية اللون. والمكنسة تمنع انتقال الحرارة والغبار منها عبر التوصيل او النقل لكن السطح اللماع الداخلي يقوم بتقليل أي انتقال عن طريق الإشعاع..والمواد الباردة؟!
لا تنحصر مزايا ورق الألمنيوم في المحافظة على سخونة الأشياء . بل تتعدى ذلك الى المواد البارة أيضا.
فإذا قمت بلف طبق من السندويشات (الشطائر) بورق الألمنيوم على أن يكون سطحه اللماع نحو الخارج، سيؤمن لك هذا النوع من الورق المحافظة على ما في الطبق باردا وذلك بعكس الحرارة الخارجية عن الشطائر مما يحافظ عليها طازجة، أكثر من أن تبقى معرضة للهواء.
ملاحظة /
يمكن الاستعانة بهذه المعلومات كمعلومات ثانوية ومن باب الالمام والعلم بالشيئ في الدروس التالية
1- لماذا يتجنب المهندسون استخدام قلم الرصاص لوضع علامات على المعادن
الصف الاول ثانوي في درس الالمنيوم
2-لماذا يتنفس غطاس البحار خليطا من الهليوم والاكسجين بدلا من الهواء الطبيعي
الصف الثاني طبيعي في درس العناصر النادرة او المجموعة 8 أ
3-لماذا يحافظ ورق الالمنيوم على الاشياء او باردة
الصف الاول ثانوي في درس الالمنيوم ( الخواص )
