فشارسنج گازي چگونه است؟

ج: براي اندازه گيري فشار مخزن گازي كه فشار آن از فشار هوا بيشتر است، از لوله U شكل ساده اي استفاده مي شود كه درون آن جيوه يا يك مايع رنگي با چگالي( ) ريخته شده است. مطابق شكل مقابل با ورود گاز به شاخه A در اثر فشار آن( P₂) مايع داخل لوله از شاخه ديگر (B ) بالا مي رود. فشار در نقاط A  و  B برابر است، زيرا درون يك مايع و هم سطح هستند. از طرفي  فشار در نقطه B برابر است با مجموع فشارهاي ستون مايع به ارتفاع h  و نيز فشار وارد  از طرف هوا به سطح آزاد مايع، نتيجه مي شود:

به اين ترتيب فقط با اندازه گيري h و داشتن P₀ (فشار هوا در محل) مي توان فشار گاز داخل مخزن(P) را اندازه گيري كرد.

مقدار P-P₀ ( يعني فزوني فشار مخزن نسبت به فشار جو) را فشار پيمانه اي مي نامند. در اندازه گيري فشار خون و يا فشار هواي داخل لاستيكهاي اتومبيل فشار پيمانه اي اندازه گيري مي شود.

مثال: براي اندازه گيري فشار يك كپسول آنرا به يك فشار سنج جيوه اي وصل مي كنيم. ملاحظه مي شود با بازكردن شير كپسول جيوه در شاخه فشارسنج به اندازه 20cm بالا مي رود. در اين صورت فشار گاز چقدر است؟(r=13.5*10³ kg/m³ جيوه و P₁=10⁵Pa فشار هوا)

 

فعاليت 5-24: با استفاده از يك سرنگ و يك لوله باريك قابل خم كردن مانند ني نوشابه يا شيلنگ كولر و.... يك فشارسنج بسازيد. فشار گاز داخل سرنگ را با استفاده از آبي كه داخل لوله مي ريزيد اندازه گيري كنيد.

جواب: آزمايش را مطابق شكل مقابل انجام دهيد. ارتفاع h را اندازه بگيريد و فشار داخل سرنگ را از رابطه  زير بدست آوريد:

آزمايش 5-6:

وسايل لازم: فشار سنج، قيف، پوسته قابل ارتجاع.

به انتهاي يك قيف يك پوسته قابل ارتجاع( مثلاً بادكنك) را مطابق شكل (الف)كتاب وصل كنيد و انتهاي ديگر قيف را مطابق شكل(ب) به فشار سنج متصل كنيد

با وارد كردن قيف در داخل مايع مي توانيد فشار مايع را اندازه گيري كنيد. با انجام اين آزمايش: 1- چگونگي بستگي فشار به عمق  2- يكسان بودن فشار در نقاط هم عمق را تحقيق كنيد. همچنين ، تحقيق كنيد كه آيا فشار در هر نقطه در مايع به جهت گيري پوسته در آن نقطه بستگي دارد يا خير؟

جواب: با انجام آزمايش فوق نتيجه خواهيد گرفت: 1- با افزايش عمق  مايع فشار نيز بيشتر مي شود و برعكس.  2- در نقاط هم عمق فشار يكسان است.  3- در يك نقطه از داخل مايع مقدار فشار به جهت گيري پوسته در آن نقطه بستگي ندارد.

 

س: جوسنج جيوه اي چگونه است؟

ج:  يك جو سنج ساده جيوه اي لوله اي است به طول حدود يك متر كه يك سر آن بسته است. اگر لوله را پر از جيوه كرده و آنرا بطور واژگون و قائم درون يك تشتك جيوه قرار دهيم، مشاهده مي كنيم كه جيوه در لوله پايين مي رود اما در يك ارتفاع معين و ثابت مي ايستد. اين ارتفاع در سطح دريا تقريباً برابر  76cm است. يعني:

76cmHg=يك اتمسفر

ارتفاع ستون جيوه در لوله(h ) معرف فشار هوا در محل است. زيرا در واقع علت پايين نيامدن كامل جيوه در لوله فشاري است كه هوا به سطح جيوه درون تشتك وارد مي سازد.

س: اصل پاسكال چگونه است؟

ج: بر طبق اين اصل، فشار وارد بر مايع محصور، بدون كاهش به تمام قسمتهاي مايع و ديو.اره هاي ظرف منتقل مي شود.

 با وارد كردن نيروي F به قسمتي از مايع در ظرف محصور، نيروي F به شاخه هاي اطراف ظرف منتقل شده و مايع را در آنها بالا مي برد.

از كاربردهاي اصل پاسكال ساختن ترمزهاي روغني خودروها، جك هاي هيدروليك يا روغني، دستگاههاي پرس و غيره مي باشد.

در يك دستگاه بالابر هيدروليكي مطابق شكل رابطه زير برقرار است:

 

F₂ نيرويي است كه براي بالا بردن جسم(اتومبيل) لازم است، F₁ نيروي وارد بر پيستون كوچك، A₁ مساحت سطح مقطع پيستون كوچك و A₂ مساحت سطح مقطع پيستون بزرگ است. بر طبق اين رابطه اگر A₂ خيلي بزرگتر از A₁ باشد، F₂ نيز بايد بسيار بزرگتر از F₁ باشد،در نتيجه مي توان اجسام سنگين را با نيروي كمي بالا برد.

تمرين 5-2: در شكل كتاب درسي دستگاه ترمز اتومبيل نشان داده شده است. توضيح دهيد كه اين دستگاه چگونه عمل مي كند.

جواب: هنگام ترمز يعني فشرده شدن پيستون بزرگ توسط پا، بنا به اصل پاسكال فشار P₁ از طريق روغن داخل سيلندر آن به دو پيستون كوچك متصل به لنت كه در اطراف ديسك قرار دارند منتقل شده و آنها را  روي ديسك با فشار P₂ مي فشارد و مانع ار چرخش آن مي شود. در نتيجه چرخ كه ديسك متصل است از حركت باز مي ماند. نتيجه مي شود:

F₁ نيرويي است كه راننده به پدال ترمز وارد مي كند و F₂ نيرويي است كه از طرف لنتهابر ديسك اثر مي كند. A₁ مساحت سطح استوانه سيلندر روغن زير پدال ترمز(سيلندر بزرگتر) و A₂ مساحت سطح مقطع سيلندرهاي روغن متصل به لنتها مي باشد. هر چقدر اختلاف A₁    و A₂  بيشتر باشد، به همان نسبت F₁ از   F₂ بيشتر مي شود يعني راننده مي تواند با نيروي كمتري كه بر پدال وارد مي كند اتومبيل را متوقف نمايد.

مثال: در يك بالابر هيدروليكي مساحت مقطع پيستون نيرو برابر 50cm²  و مساحت پيستون بزرگ كه جسم بر روي آن قرار دارد10m²  است تعيين كنيد براي بالا بردن جسمي به جرم 1500kg چه نيرويي را بايد با پيستون وارد كنيم؟

جواب:

ملاحظه مي شود نيروي F₁ دو هزار برابر كوچكتر از نيروي F₂ است. به عبارت ديگر دستگاه نيروي وارد بر خود را دوهزار برابر افزايش داده است.

اصل همترازي در مايعات

س: اصل همترازي در مايعات چگونه است؟

ج: در ظرفهاي به هم پيوسته، سطح هاي آزاد مايع ساكن در يك ترازقرار دارند. مثلاً در شكل زير به دليل ساكن بودن مايع، فشار در ته همه لوله ها يكسان است. زيرا در غير اين صورت مايع به جريان در مي آيد. از طرفي براي آنكه فشار در ته همه ظرفها برابر باشدبايد ارتفاع يكساني  از مايع در هر كدام وجود داشته باشد. اين امر موجب هم ترازي سطح آزاد مايع در ظرفهاي به هم پيوسته مي شود. نتيجه مهم اين  پديده آن است كه فشار در يك مايع تنها به ارتفاع مايع بستگي دارد و تابع مساحت شكل مقطع ظرف آن نيست.

 

رابطه بين دو مايع با ارتفاع و چگالي هاي مختلف ولي فشار برابر:

P₁=P₂

r₁gh₁₌r₂gh   --> r₁h₁=r₂h₂

س :فشار76 CmHg  معادل با فشار چه ارتفاعي از آب است?

جيوه P=76 Cm Hg --> نكته : h= 76 Cm

جيوه r = 13.5*10³ kg/m³

آب r = 10³ kg / m³

جيوه P= آب P

r _جيوهgh=r _آب gh  ==> r _جيوهh=r _آب h  ==>13.5*10³ *76 = 10³ *h  ==> _آب   h=1024 cm

مايعات با چگالي هاي مختلف:

در شكل زير رابطه بين چگالي و ارتفاع مواد را مشخص كنيد. و نسبت  را بدست آوريد؟ مطلوبست نسبت r₁/r₃ .

 فشار در نقاط A و B يكسان است.

 PA=PB

P₀ فشار هوا است.

 P₀+r₁gh₁=P_o+r₃gh₃

r₁gh₁=r₃gh₃

r₁h₁=r₃h₃

r₁ *20 =r₃ * 7 ==> r₁/r₃=7/20

 

 

فشار هوا:

س: فشار هوا چگونه است؟

ج: مي دانيد اطراف زمين را اقيانوسي از هوا فرا گرفته است كه اتمسفر يا جو ناميده مي شود. اين توده عظيم هوا به علت وزني كه دارد بر سطح زمين و هر چه روي آن است فشار وارد مي كند. فشار هوا در سطح دريا تقريباً برابر 10⁵Pa است( مقدار دقيقتر  ) كه اين مقدار را يك جو يا اتمسفر نيز مي نامند.

 

Eتذكر: 1- مقدار فشار هوا معلوم مي كند كه بر هر متر مربع از سطح زمين نيرويي 10⁵N از طرف جو وارد مي شود:                   

2- اگر سطح بدن يك انسان بالغ بطور متوسط 2m² باشد، نيروي   از طرف هوا بر بدن ما وارد مي شود كه معادل 10N بر هر سانتي متر مربع است.

3-هر چه از سطح زمين به طرف بالا رويم، به علت كم شدن ضخامت يا ارتفاع جو، فشار هوا كمتر مي شود. به طوري كه تا ارتفاع 2000متر از يطح زمين فشار هوا تقريباً به ازاي هر 10 متر 1ميلي متر جيوه كاهش مي يابد.

آزمايش 5-5:

وسايل لازم: يك لوله آزمايش بلند( در حدود يك متر) يك ظرف حاوي جيوه.

آزمايش (5-) همان آزمايش‌‌‌(5-4) است كه با جيوه و يك لوله آزمايش بلند انجام شده است. در اين آزمايش نيز جيوه درون لوله آزمايش وارونه باقي مي ماند. ولي بر خلاف آزمايش (5-4) كه در آن آب تمام ليوان وارونه را پر مي كرد در اين جا قسمتي از بالاي لوله وارونه خالي مي ماند. چون در حين آزمايش مانع وارد شدن هوا به اخل لوله آزمايش شده ايم در اين قسمت خلاء خواهيم داشت. اگر اين آزمايش در سطح درياي آزاد انجام شود ارتفاع ستون جيوه 76سانتي متر خواهد شد. اگر آزمايش در محلي كه بالاتر از سطح درياي آزاد قرار دارد انجام شود ارتفاع ستون كمتر خواهد شد.

جواب: در صورت وجود جيوه به اندازه كافي، آزمايش را انجام دهيد. براي سهولت  آزمايش مي توانيد ابتدا لوله را به آرامي و دقت  پر از جيوه بكنيد طوي كه حباب هوا در داخل آن نماند. سپس انگشت خود را روي انتهاي باز لوله  بگذاريد و به آرامي آنرا بطور وارونه در داخل ظرف  جيوه قرار دهيد. بعد انگشت خود را دور كنيد و لوله را قائم نگه داريد.

 

س: فشار گازها چگونه است؟

ج: در گازها به علت برخورد مداوم مولكولهاي گاز به جداره ظرف، فشار ايجاد مي شود و هر چقدر دماي گاز بيشتر باشد، انرژي جنبشي مولكولهاي گاز نيز بيشتر شده و فشار آن افزايش پيدا مي كند.

فعاليت 5-22: آيا آزمايش (5-5) را مي توان با آب انجام داد و فشار هوا را تعيين كرد؟

جواب:  اگر لوله اي به حد كافي بلند داشته باشيم، مي توانيم آزمايش فوق را با آب انجام دهيم. در اين صورت ارتفاع آب در لولع حدود ده متر خواهد بود. زيرا ارتفاع ستوني از آب كه معادل فشار ارتفاع 76متر جيوه باشد برابر است با:

فعاليت5-23: با دست خود خروجي يك تلمبه براي باد كردن چرخ دوچرخه را مسدود كنيد و هواي داخل آن را فشرده كنيد. فشار گاز داخل تلمبه را تخمين بزنيد.

جواب: اگر بتوانيد، دسته تلمبه را به آرامي تا نصف پايين ببريد، يعني حجم هواي داخل آنرا متراكم كنيد، فشار هواي درون تقريباً دو برابر فشار جو خواهد بود.

فشار در مايعات

س: فشار مايعات چگونه است؟

ج: مايعات نيز به دليل وزن خود داراي فشار هستند. اين امر باعث مي شود به اجسامي كه داخل مايعات هستند نيرو وارد شود.

آزمايش 5-4:

وسايل لازم: يك ليوان، يك ظرف

در ظرف آب بريزيد و ليوان را مطابق شكل زير(الف) در داخل ظرف قرار دهيد. سپس در حالي كه دقت مي كنيد هوا به داخل ليوان وارد نشود انتهاي آن را مطابق زير(ب) بيرون آوريد. مشاهده خود را يادداشت كنيد. چه مشاهده مي كنيد؟ توجيه هاي خود را در كلاس به بحث بگذاريد.

جواب:  در حالت اول وقتي ليوان را از آب خارج مي كنيم، به علت ايجاد خلاء در قمست بالايي آن، ضمن اينكه خارج كردن ليوان قدري مشكل مي شود، مقداري آب نيز همراه ليوان بالا مي آيد و اگر ليوان را بطور كامل از آب خارج نكنيم، آب داخل ليوان همچنان بالاتر از سطح آب باقي مي ماند و تقريباً تمامي فضاي داخلي ليوان را پر مي كند.

در حالت دوم وقتي ليوان را مطابق شكل(ب) وارد آب مي كنيم، هواي داخل ليوان در قسمت بالاي آن محبوس شده و ضمن اينكه وارد كردن ليوان را مشكل مي سازد، آب داخل ليوان نيز قدري پايين تر از سطح آب قرار مي گيرد.

 محاسبه فشار درون يك مايع؟

 مطابق شكل مقابل، ستوني از يك مايع به چگالي  كه به ارتفاع h در ظرفي به مساحت قاعده A قرار دارد، در نظر مي گيريم. نيرويي كه به كف ظرف وارد مي شود، معادل وزن ستون مايعي است كه بالاي آي قرار دارد. بنابراين براي محاسبه فشار بايد وزن ستون مايع را محاسبه كنيم، حجم اين مايع(V) از رابطه زير بدست مي آيد:

اگر چگالي مايع   باشد، جرم آن برابر است با:   

و نيز براي وزن مايع داريم:                                        

اين مقدار نيرويي است كه بر سطح A وارد مي شود. از تعريف فشار خواهيم داشت:

توجه كنيد براي اينكه  فشار(P) بر حسب N/m²  (پاسكال) حساب شود، بايد h بر حسب متر و  بر حسب kg/m³  باشد.

Eتذكر1: در صورتيكه فشار هوا( P₀=10⁵N/m² ) را نيز بر سطح  مايع در نظر بگيريم، فشار كل در عمق h از مايع برابر مي شود با:

Eتذكر2: اگر بر سطح مايع   نيرويي مثل F نيز وارد شود، فشار در عمق h از سطح  آزاد آن  برابر خواهد بود با:

مقدار  برابر فشار ناشي از وزن مايع و فشار ناشي از نيروي F بر سطح مايع مي باشد.( A مساحت سطح آزاد مايع است).

 عوامل مؤثر بر فشار درون مايعات

 از رابطه   معلوم مي شود، فشار درون  يك مايع به چگالي مايع و عمق آن بستگي دارد.

مثال: عمق آب در مخزني 5m و فشار هوا 10⁵Pa است. فشاركلي كه بر كف مخزن وارد مي شود چه اندازه است؟( آب).

جواب:

فعاليت 5-18: يك قوطي خالي را انتخاب و آن را در عمق هاي مختلف سوراخ كنيد. سپس آن را پر از آب كنيد. مشاهده هاي خود را توجيه كنيد.

جواب: از سوراخهاي پايين تر، آب با سرعت بيشتري خارج شده و مسافت بيشتر را طي مي كنند. نتيجه مي شود كه هر چه قدر در ظرف آب پايين تر برويم ميزان فشار بيشتر مي شود.

فعاليت 5-19: در داخل يك بطري پلاستيكي مقدار كمي آب جوش بريزيد و در آن را محكم ببنديد. سپس آب سرد روي آن بريزيد. مشاهده خود را به كلاس گزارش كنيد. و علت را در كلاس به بحث بگذاريد.

جواب: وقتي كه داخل بطري آب جوش مي ريزيم، بخار آب هواي قسمت خالي بطري را خارج مي كند. بعد از مدتي اين بخار سرد شده و به آب تبديل مي شود. در نتيجه فضاي خالي از آب به صورت خلاء در مي آيد. اما چون بطري پلاستيكي است، در هم فشرده مي شود تا اين خلاء‌را پر كند.

فعاليت 5-20: هنگامي كه با ني نوشابه مي خوريم چرا نوشابه از ني بالا مي آيد؟

جواب:   در اثر مكيدن ني، در داخل آن خلاء بوجود مي آيد. لذا نوشابه بالا مي آيد تا اين خلاء را پر نمايد.

فعاليت 5-21: آزمايش(5-4) را با يك ليوان پلاستيكي انجام دهيد. اگر در حالت (ب) ته ليوان را سوراخ كنيد چه اتفاقي مي افتد؟ مشاهده خود را توجيه كنيد.

جواب: اگر آزمايش (5-4) را با يك ليوان پلاستيكي انجام دهيم، در حالت اول خارج كردن ليوان، قسمت بالايي آن به علت وجود خلاء مچاله مي شود، و اگر ته ليوان را سوراخ كنيم، هوا از اين سوراخ وارد يا خارج مي گردد و اتفاقات قبل روي نمي دهد.

تمرين 5-1:

الف-فشار ناشي از آب در عمق 4 متري يك استخر چقدر است؟

ب- فشار كل در اين عمق چقدر است؟

جواب:الف)                                               

ب)                  

 

نكته 1: در عمق يكسان از يك مايع فشار مايع همواره برابر است يعني فشار در نقطه B برابر فشار در نقطه A

P_A=P_B

 

 

 

نكته 2: در عمق هاي يكسان از مايعات مختلف هر چه چگالي مايع بيشتر باشد فشارش بيشتر است.

نكته 3: فشار در يك مايع فقط به ارتفاع از سطح آزاد بستگي دارد.

سطح آزاد: سطحي است از مايع كه با هوا در ارتباط است.

 

 

 

نكته: هر چه از سطح دريا به اعماق دريا مي رويم فشار ناشي از مايع بيشتر مي شود.

يك زير دريا در عمق 40 متري آب دريا به چگالي  قرار دارد فشار ناشي از آب دريا بر بدنه زير دريايي چقدر است؟ (برحسب پاسكال).

 P=rgh=1000*10*40=400000pa

فشار:    

 نيرويي است كه به طور عمودي بر واحد سطح وارد مي شود: (F = نيرو   ـ   A = سطح    ـ    F= فشار)

كه فشار با سطح نسبت عكس دارد يعني،با افزايش سطح مقطع فشار كاهش مي يابد و برعكس.

براي درك اين مطلب به شكلهاي زير توجه كنيد :

	طبق  رابطه روبرو مشاهده  مي شود كه فشار با سطح مقطع را بطه عكس دارد .بمحض افتادن تخم مرغ بر روي زمين ، چون سطح تماس تخم مرغ با زمين كوچك مي باشد فشار زيادي بر تخم مرغ وارد شده و تخم مرغ ترك بر مي دارد .
	چون سطح تماس تخم مرغ با زمين كوچك مي باشد ، مي توان  تصور كرد كه تخم مرغ بر روي سطح نوك يك ميله نازك مي افتد .
	در اين شكل چون سطح تماس تخم مرغ با زمين بيشتر شده است ، بنا بر اين فشار كمتري بر تخم مرغ وارد شده و نمي شكند.

واحدهاي فشار:

نكته2 :

نيرو(F): ناشي از نيروي وزن مواد بوده با F نشان مي دهند واحد آن نيوتن مي باشد.

F=W=mg     (g= شتاب ، m= جرم ، W= وزن ، F= نيرو)

سطح مقطع (A): سطح مقطع مكاني است جسم روي آن واقع است. واحد آن m² مي باشد.

 

فشار در جامدات:

 فشاري كه يك جسم جامد بر سطح آن وارد مي كند ناشي از نيروي وزنش مي باشد و همچنين سطح مقطع جسم مورد نظربستگي به شكل هندسي جسم دارد..

A=a*b

نكته3: اگر بخواهيم كمترين فشاري كه يك جسم بر زمين وارد مي كند را حساب كنيم بايد بيشترين سطح مقطع را در نظر بگيريم. (A=سطح ، P= فشار)

سوال:

مكعب مستطيلي به ابعاد 4cm و 3cm و 2cm مفروض است اگر چگالي آن باشد:

الف) بيشترين فشاري كه بر سطح زمين وارد مي كند چقدر است؟

ب ) كمترين فشاري كه بر سطح زمين وارد مي كند چقدر است؟

حل الف) براي بيشترين فشار بايد كمترين سطح را حساب كنيم: (A= كمترين سطح ، P= بيشترين فشار)

متر مربع كمترين سطح<--- تبديل واحد كمترين سطح

F=mg نيرو

چگالي

حجم مكعب مستطيل V=a*b*c --> V=2*3*4=24 cm³ -->V=24*10^-6 m³

نيرو F=mg =168*10^-4 *10=168*10^-3N

فشار P=^F/_A=168 *10^-3/(6*10^-4)= 280 ^N/_m²

 

حل ب) براي كمترين فشار بايد بيشترين سطح را حساب كنيم. (A= بيشترين سطح ، P= كمترين  فشار)

بيشترين سطح A=3*4=12 cm²  *10^-4=12*10^-4 m²

انواع نيروي بين مولكولي:

1، نيروهاي چسبندگي

2، نيروهاي چسبندگي سطحي

3، نيروهاي كشش سطحي

نيروهاي چسبندگي:

 از نوع نيروهاي بين مولكولي بوده كه مولكولهاي يك ماده را به يكديگر متصل نگه ميدارند. مانند: نيروي بين مولكولهاي يك قطره جيوه.

نيروهاي چسبندگي سطحي:

از نوع نيروهاي بين مولكولي بوده كه مولكولهاي دو ماده مختلف را به يكديگر متصل مي كند. مانند: نيروي بين مولكولي بين سطح شيشه و آبي كه روي آن ريخته شده است.  

از مشاهده تصاوير زير چه نتيجه اي مي گيريد؟

مشاهده مي شود كه جيوه بر روي شيشه به صورت قطره مي ماند ولي آب بر روي شيشه  پخش مي شود .

 

 

 

سوال:

چرا آب سطح شيشه را تر مي كند؟ يعني برروي شيشه پخش مي شود؟

زيرا: نيروي چسبندگي بين مولكولهاي آب از نيروي چسبندگي سطحي بين مولكولهاي آب و شيشه كمتر است.

سوال :

چرا جيوه سطح شيشه را تر نمي كند و به صورت قطره مي ماند؟

زيرا: نيروي چسبندگي مولكولهاي جيوه ازنيروي چسبندگي سطحي بين مولكولهاي جيوه و شيشه بيشتر است.

خاصيت موينيگي:

بالا رفتن مايعات از لوله هاي مويين را خاصيت مويينگي گويند.

لوله هاي مويين: لوله هايي هستند با قطر بسيار نازك و مختلف كه هر دو سر آنها باز مي باشد.

 

 

 

 

 

 

نكته1: مي دانيم سطح آب در داخل ظرف شيشه اي به صورت فرو رفته است دليل ان اين است كه  نيروي چسبندگي بين مولكولهاي آب از  نيروي چسبندگي سطحي بين آب و شيشه كمتر است. و لي سطح جيوه در داخل ظرف شيشه اي به صورت برجسته است. دليل ان اين است كه نيروي چسبندگي مولكولهاي جيوه بيشتر از نيروي جسبندگي جيوه وشيشه مي باشد.

 

 

 

حالا اگر در داخل هر يك از اين ظرفها محتوي يكي آب و ديگري جيوه، لوله هاي مويين قرار دهيم مشاهده مي شود كه:

1ـ سطح آب در داخل لوله مويين اولاً فرو رفته است ثانياً بالاتر از سطح آب درون ظرف مي باشد.

2ـ سطح جيوه در داخل لوله مويين اولاً برآمده است ثانياً پايين تر از سطح جيوه درون ظرف مي باشد.

 

 

 

نيروهاي كشش سطحي:

از نوع نيروهاي بين مولكولي بوده كه در سطح يك مايع قرار دارد و سطح يك مايع مانند يك پوسته كشان عمل مي كند.

سوال:

علت اينكه قبل از ساختن ساختمان زمين را قيراندود مي كنند چيست؟

زيرا مصالح ساختماني مانند سيمان، خاك و آجر به سبب موينيگي آب را به درون خود مي كشند براي جلوگيري از نفوذ آب به ديوارهاي ساختمان ، زمين را قيراندود مي كنند تا از نفوذ آب جلوگيري شود.

ويژگي هاي ماده:

هر ماده از ذره هاي بسيار كوچكي بنام مولكول تشكيل شده است اين مولكولها به هم چسبيده نيستند و فاصله نسبتاً بزرگي بين آنها وجود دارد. مولكولها هميشه در حال حركتند بر هم نيرو وارد مي كنند.

انديشه اوليه تئوري مولكول مربوط به هر نوعي است رابرت براوان نيز و پايه عقايد بر نوعي آزمايشاتي را انجام داد از جمله در يك ليوان شيشه اي پر از آب يك قطره جوهر ريخته و حركت جوهر را بررسي كرد. اين حركت نامنظم و زيگ زاك و در هم و برهم مولكولي را حركت براوني گويند.

اندازه هر مولكول بسيار كوچك است بطوريكه هر مولكول گرم از يك ماده  شامل  6.02*10 ²³عدد مولكول است.

نكته1: قطر يك مولكول در حدود 10^-9  متر يعني متر 0.000000001 مي باشد.

نيروي بين مولكولي:

نيروي بين مولكولي به فاصله بين مولكولها بستگي دارد ممكن است اين نيرو دافعه و يا جاذبه باشد.

مثال:

 اگر دو طرف يك قطعه لاستيك را بفشاريم نيروي دافعه اي ظاهر مي شود كه مي خواهد لاستيك را به وضع اوليه خود برگرداند.

اگر دو طرف يك قطعه لاستيك را به طرف بكشيم نيروي جاذبه اي ظاهر مي شود كه مي خواهد لاستيك را به وضع اوليه خود برگرداند.

ماده، بسته به مقدار نيرويي كه مولكولها بر هم وارد مي كنند و انرژي جنبشي و پتانسيل ذره هاي مختلف آن ممكن است به صورت جامد يا مايع يا گاز ظاهر شود.

 

حالت جامد:

هر مولكول حول وضع تعادل خود داراي حركت رفت و برگشت است و از جايي به جاي ديگر منتقل نمي شود. مولكولهاي يك جسم جامد حركت ارتعاشي دارند.

انواع جامدات:

1ـ جامدات بلورين: وقتي مايع به آرامي سرد شود مولكولهاي مايع فرصت پيدا مي كنند كه شكل منظم و ثابتي به خود بگيرند، فلزات

2ـ جامدات بي شكل: وقتي مايعي به سرعت سرد شود مولكولهاي مايع ديگر فرصت ندارند كه شكل منظم و ثابتي به خود بگيرند، چوب ، پنبه، عاج، شيشه

حالت مايع:

 در اين نوع ماده، مولكولها هم حركت ارتعاشي دارند و هم حركت انتقالي، در حالت مايع حجم ماده ثابت است ولي شكل آن تابع ظرف مي باشد فاصله بين مولكولها از جامدات كلي بيشتر است.

حالت گاز:

در اين نوع ماده، مولكولها هم حركت ارتعاشي، هم حركت انتقالي، هم حركت چرخشي دارند و شكل و حجم ثابتي ندارند. انرژي جنبشي مولكولهاي گاز بسيار زياد است.

 

 تشكيل شده است اين مولكولها به هم چسبيده نيستند و فاصله نسبتاً بزرگي بين آنها وجود دارد. مولكولها هميشه در حال حركتند بر هم نيرو وارد مي كنند.

انديشه اوليه تئوري مولكول مربوط به هر نوعي است رابرت براوان نيز و پايه عقايد بر نوعي آزمايشاتي را انجام داد از جمله در يك ليوان شيشه اي پر از آب يك قطره جوهر ريخته و حركت جوهر را بررسي كرد. اين حركت نامنظم و زيگ زاك و در هم و برهم مولكولي را حركت براوني گويند.

اندازه هر مولكول بسيار كوچك است بطوريكه هر مولكول گرم از يك ماده  شامل  6.02*10 ²³عدد مولكول است.

چگالي:

 جرم واحد حجم هر جسم را چگالي گويند.

r=چگالي

 m = جرم

 v= حجم

جامدها	چگالي	جامدها	چگالي
چوب	1000-250
آلومينيوم	2700
يخ	920

 

مايعات	چگالي
جيوه	13500
آب	1000
نفت	950-800
هواي مايع (-194^oC)	920
ازت مايع (196^oC-)	810
الكل (تانون)	790
هليون مايع (-269)	125

 

گازها	چگالي
دي اكسيد كربن	2
اكسيژن	43/1
هــوا	29/1
هليوم	18/0
هيدروژن	09/0

 

مايع (در دماي194- درجه سلسيوس)  =  920 كيلوگرم بر متر مكعب	چگالي هواي {	نكته2:
گاز  =  1.29 كيلوگرم بر متر مكعب

چگالي مولكولهاي هوا در حالت مايع حدوداً 900 برابر بيشتر است يعني حجم مولكولهاي در حالت مايع كمتر و فاصله بين مولكولها در اين حالت كمتر بوده بنابراين چگالي بيشتري دارند.

در سيستم Si  عبارتست از :	واحد چگالي
در سيستم C.G.S  عبارتست از:

*1000=         تبديل واحد

r=1=1000   <==  براي آب داريم

1 نكته3 :       lit=10^-3 m³