ملخص الفصل ١: حالات المادة
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ١٠)
1-1 خصائص الموائع
- الموائع مواد تتدفق وليس لها شكل ثابت، وتشمل السوائل والغازات، فتأخذ شكل الإناء الذي يحويها.
- الضغط كمية قياسية تساوي القوة العمودية المؤثرة مقسومة على مساحة السطح P = F/A، ووحدته الباسكال Pa ويساوي 1 N/m².
- يربط القانون العام للغازات وقانون الغاز المثالي PV = nRT بين ضغط الغاز وحجمه ودرجة حرارته وعدد مولاته، أما البلازما فحالة تشبه الغاز لكن جسيماتها مشحونة.
1-2 القوى داخل السوائل
- قوى التماسك قوى تجاذب بين جزيئات المادة نفسها، وهي المسؤولة عن التوتر السطحي الذي يجعل سطح السائل ينكمش إلى أقل مساحة ممكنة فتتكون القطرات الكروية.
- قوى التلاصق قوى تجاذب بين جزيئات مواد مختلفة، وعندما تزيد على قوى التماسك يرتفع الماء في الأنبوب الضيق فيما يعرف بالخاصية الشعرية.
- اللزوجة احتكاك داخلي في السائل ينشأ عن قوى التماسك والتصادمات بين جزيئاته فيبطئ تدفقه ويبدد جزءا من طاقته الميكانيكية.
1-3 الموائع الساكنة والموائع المتحركة
- ينص مبدأ باسكال على أن أي تغير في الضغط على مائع محصور ينتقل بالتساوي إلى جميع أجزائه، وعليه تعمل الرافعة الهيدروليكية حيث F₂ = F₁A₂/A₁.
- ينص مبدأ أرخميدس على أن الجسم المغمور في مائع يتأثر بقوة طفو إلى أعلى تساوي وزن المائع الذي يزيحه، فيطفو الجسم إذا كانت كثافته أقل من كثافة المائع.
- ينص مبدأ برنولي على أن ضغط المائع يقل كلما زادت سرعة تدفقه، وتستخدم خطوط الانسياب لتمثيل حركة المائع.
1-4 المواد الصلبة
- تترتب جزيئات المواد الصلبة البلورية في نمط منتظم ثابت يسمى الشبكة البلورية، أما المواد الصلبة غير البلورية كالزجاج والزبدة فلها شكل وحجم محددان دون ترتيب منتظم.
- المرونة قدرة الجسم الصلب على العودة إلى شكله الأصلي بعد زوال القوة المؤثرة، وتعتمد على القوى الكهرومغناطيسية التي تحافظ على بقاء جزيئات المادة معا، أما قابلية الطرق وقابلية السحب فخاصيتان تعتمدان على تركيب المادة ومرونتها.
- تتمدد معظم المواد الصلبة بالتسخين وتتقلص بالتبريد، ويصف معامل التمدد الطولي ومعامل التمدد الحجمي مقدار هذا التغير لكل درجة حرارة.
مثال محلول
رافعة هيدروليكية مساحة مكبسها الصغير 0.02 m² ومساحة مكبسها الكبير 0.50 m²، أثرت قوة مقدارها 400 N في المكبس الصغير. ما القوة الناتجة على المكبس الكبير؟
- وفق مبدأ باسكال يتساوى الضغط على المكبسين: F₁/A₁ = F₂/A₂، إذن F₂ = F₁A₂/A₁.
- نعوض: F₂ = (400 N × 0.50 m²) / 0.02 m² = 200 / 0.02 N.
- نحسب: F₂ = 10000 N.
- تحقق: الضغط على المكبس الصغير 400/0.02 = 20000 Pa، وعلى الكبير 10000/0.50 = 20000 Pa، فهما متساويان.
الإجابة: القوة على المكبس الكبير 10000 N، أي ٢٥ ضعف القوة المؤثرة.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.