المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : الخاصية الشعرية



امال طاهر
12-05-2009, 03:40 PM
بسم الله الرحمن الرحيم

الخاصيــة الشــعرية

تلعب ظاهرة الخاصية الشعرية دورها فى سريان الماء فى النباتات الحية. فهى التى تمكن جذور النبات من امتصاص الماء بما فيه من مواد مغذية ذائبة من التربة. كما أن الخاصية الشعرية هى التى تجعل الماء يسرى إلى سطح التربة خلال الفتحات الشعرية بين حبيبات التربة. و فى المناطق الجافة يحاول المزارعون الإقلال من فقد التربة للرطوبة و ذلك بأن يجعلوا التربة السطحية أقل تماسكا و بالتالى تتسع الفتحات الشعرية على السطح و يقل سريان الماء إلى أعلى أى تحتفظ الأرض بالماء فترة أطول.
من الأمثلة الأخرى على الخاصية الشعرية هى أنك إذا غمرت طرف فوطة فى الماء و تركتها فترة ستجد أن الماء يرتفع ببطء إلى أعلى الفوطة. كما أن الكيروسين يرتفع فى شريط مصباح الكيروسين بالخاصية الشعرية.

العلاقة بين ارتفاع السائل فى الأنبوبة الشعرية و التوتر السطحى للسائل :
إذا غمرنا طرف أنبوبة زجاجية ذات قطر داخلى صغير رأسيا فى سائل فإننا نلاحظ تغير ارتفاع السائل فى الأنبوبة الشعرية و يعتمد ذلك على زاوية التماس بين السائل و الزجاج. فإذا كانت زلوية التماس حادة كما فى حالة الماء فى الزجاج (المفروض أنها فى حالة الزجاج النظيف و الماء النقى تساوى الصفر) فإن الماء يرتفع فى الأنبوبة الشعرية أما إذا كانت الزاوية أكبرمن 90 درجة كما فى حالة الزئبق و الزجاج فإن السائل ينخفض فى الأنبوبة الشعرية.

تفسير الخاصية الشعرية
تفسير ارتفاع الماء فى الأنبوبة الشعرية:
عندما يغمر طرف الأنبوبة الشعرية فى الماء يتقعر سطح الماء المواجه للهواء. و نتيجة لذلك يكون الضغط على الجانب المواجه للهواء عند النقطة M أكبر من الضغط على الجانب الآخر فى باطن السائل عند النقطة N

من هذه العلاقة نجد أن ارتفاع السائل يتوقف على :
1. نصف قطر الأنبوبة الشعرية حيث يزدادارتفاع السائل كلما نقص نصف قطر الأنبوبة .
2. زاوية التماس حيث:
أ‌) يرتفع السائل فى الأنبوبة عن سطحه الخالص خارجها إذا كانت زاوية التماس بين السائل و مادة الأنبوبة حادة و بذلك يكون جيب تمامها أى المقدار cos  كمية موجبة.
ب‌) ينخفض السائل فى الأنبوبة عن سطحه خارجها إذا كانت زاوية التماس منفرجة حيث أن جيب تمامها يكون سالبا.
3) كثافة السائل حيث يزداد الإرتفاع أو الإنخفاض كلما قلت الكثافة و العكس صحيح .

تطبيقات على التوتر السطحى
1) قدرة الصابون و المنظفات الصناعية على التنظيف:
عند سكب ماء نقى على لوح من الزجاج مغطى بطبقة دهنية تلاحظ أن الماء ينتشر عليه على هيئه قطرات متقطعه بسبب كبر معامل التوتر السطحى للماء . ولكن عند أضافة الصابون الى الماء يعطى محلولا معامل التوتر السطحى له أقل لذلك عند سكبه على اللوح الزجاجى السابق ينتشر على سطحه ويبلله تماما فيتمكن بذلك الصابون من ازاله البقع
2) قتل يرقات البعوض :
يلقى الزيت أو الكيروسين فوق سطح الماء ليعمل على قتل يرقات البعوض. فالزيت و الكيروسين لهما كثافة أقل من كثافة الماء و لذلك فهى تطفو فوق سطح الماء .بالإضافة إلى ذلك فكل من الزيت و الكيروسين له توتر سطحى أقل من التوتر السطح للماء لذلك لا يمكن ليرقات البعوض أن تعلق به فتغوص و تغرق بينما تتعلق يرقات البعوض بسطح الماء لكبرالتوتر السطحى له بالنسبة للزيت أو الكيروسين.
3) تسوية فوهات الأنابيب الزجاجية :
عند قطع انبوبة زجاجية يقوم صانع الزجاج بتسخين فوهتها إلى درجة الانصهار حيث تعمل خاصية التوتر السطحى للزجاج المنصهر على جذب الأجزاء الحادة فيستدير طرف الأنبوبة بشكل منتظم.
الخاصية الشعرية هي خاصية فيزيائية يتم بواسطتها انتقال السائل من الأسفل إلى الأعلى، كانتقال الماء من أسفل الشجرة (الجذور) إلى أعلاها(الأوراق)، أو كارتفاع السائل عن طريق (أنبوب) من الأسفل إلى الأعلى (دون التأثير عليه بقوة خارجية)عند وضعه في إناء. فعندما يوضع الأنبوب الزجاجي في الماء تنجذب بعض جزيئات الماء لجزيئات السطح الداخلي للأنبوب بفعل قوة تسمى قوة التلاصق، وتشد جزيئات الماء هذه بدورها جزيئات الماء الأخرى المجاورة لها بفعل قوة تسمى قوة التماسك، مما يؤدي إلى ارتفاع الماء في الأنبوب الزجاجي، ويستمر ارتفاع الماء إلى أعلى في الأنبوب الزجاجي إلى أن يصبح وزنه مساوياً لقوة الشد تلك، فيتوقف عندها ارتفاع الماء في الأنبوب ويزداد أثر هاتين القوتين في الأوعية أو الأنابيب الضيقة عنها في الواسعة، وبذا يكون مستوى سطح السائل في الأنبوب الشعري أعلى منه في الحوض، وتعرف هذه الظاهرة بالخاصية الشعرية.
وكذلك فان للخاصية الشعرية دور مهم في حياتنا فهي تلعب دور كبير في عمليات ترشيح الدم في الكلى كما أن من معجزات الله سبحانة وتعالى في جسم الإنسان أن خلق الحالب (الانبوبة الضيقة التي تصل من الكلى إلى المثانة لتنزيل قطرات البول للمثانة) ليست مستقيمة بل معوجة حتى لا يرتجع البول مرة أخرى بالخاصية الشعرية إلى الكلى ويؤدى إلى الفشل الكلوي. ومن أبسط المشاهد التي نراها في حياتنا اليومية هي ارتفاع الماء بالخاصية الشعرية عند وضع شفاطة ضيقة في كأس فيه ماء إلى مستوى معين ليتوقف عند تساوي الضغط الجوى مع ضغط عمود السائل.
ويتأثر أيضا ارتفاع السائل بعدة عوامل:
1.كثافة السائل.
2.قطر الانبوبة الشعرية.
3.الضغط الجوي
الخاصية الشعرية بالتربة تنتج من قوتين هما :
1.التجاذب (Cohesion) : ويحدث بين جزئيات الماء.
2.الالتصاق (Adhesion) : ويحدث بين جزئيات الماء وجزيئات التربة المختلفة.
كنتيجة لهذه القوى فان المياه تسحب في المسامات ذات الأقطار الصغيرة في اتجاه معاكس للجاذبية فوق مستوى المياه الجوفية لتشكل منطقة رطبة تسمى منطقة الشعيرات المائية، وهو ما يحدث في (Glass Tube) ذو قطر صغير عند وضع إحدى طرفيه في خزان ماء والطرف الآخر مفتوح للضغط الجوي. يرمز لسمك الحافة الرطبة ب (hc) عادة ما تكون هذه المنطقة ذات سمك أكبر في التربة ذات الحبيبات الناعمة منها في التربة ذات الحبيبات الخشنة لان قطر المسامات يكون أصغر.


طريقة عمل الخاصية الشَّعرية
توضع أنابيب زجاجية ذات أقطار مختلفة في إناء به ماء، كما في الجزء الأيسر، وفي زئبق كما في الجزء الأيمن، يرتفع الماء في الأنابيب ويصل إلى أعلى ارتفاع في أضيق الأنابيب. ويُجذب الماء إلى أعلى لأن جزيئاته تنجذب إلى جدار الأنبوب بدرجة أكبر من انجذاب بعضه إلى بعض. ولكن جزيئات الزئبق ينجذب بعضها إلى بعض بدرجة أعلى من انجذابها نحو جدار الأنابيب، ولذلك، فإن سطح الزئبق في الأنابيب ينخفض.
الخاصيَّة الشَّعْريَّة خاصية تميل فيها السوائل إلى السريان في أنابيب رفيعة في شكل الشَّعر. وتسمى هذه الأنابيب بالشَّعريات، وتوجد في المواد المساميَّة. فمناديل الورق ـ على سبيل المثال ـ تحتوي على ملايين الشَّعْريَّات بين أليافها. وتمتص هذه الشَّعريات الماء عن طريق الخاصية الشَّعرية.
وتنشأ الخاصية الشَّعرية من التوتر السطحي وهو تجاذب جزيئات سطح السائل بعضها لبعض. انظر: التوتر السطحي. وينجذب السائل في الشَّعرية عندما تكون قوة جاذبية جدار الشَّعرية للجزيئات أقوى من تلك التي تجذب الجزيئات بعضها لبعض. وقد تطرد الشَّعرية السائل؛ فعندما تكون قوة جاذبية الجزيئات بعضها لبعض على سطح السائل أقوى من تلك التي بينها وبين جدار الشَّعرية، فإن الشَّعرية في هذه الحالة، تطرد السائل.
وكلما ضاقت الأنبوبة الشَّعرية، اشتدت قدرتها على جذب أو طرد السائل. وأكثر الأنابيب الشَّعرية كفاءة هي التي لا تُشاهد إلا تحت المجهر، وتكون غير منتظمة في الشكل والحجم.
وللخاصية الشَّعرية فوائد عديدة؛ فعن طريقها يسري الماء داخل التربة إلى جذور النبات، وعبرها إلى سيقان وقمم الأشجار. والخاصية الشَّعرية في الملابس تمتص الرطوبة وتريح الجسم. وقد تحسنت جودة منتجات عديدة بفضل التقدم في تصميم الأنابيب الشَّعرية، خاصة فيما يتصل بالسلع المنتجة من الخامات المصنعة. وفي الملابس الواقية من الأمطار، تطرد الأنابيب الشَّعرية الماء عن الجسم، بينما تسمح للهواء بالوصول إلى الجسم
فإن الشَّعرية في هذه الحالة، تطرد السائل.

الالتصاق :
خاصيةٌ تؤدي إلى التصاق مادتين مختلفتين معًا، حيث تتم عمليّة الالتصاق بسبب الانجذاب الذي يحدث بين كلّ الجزيئات والذرات.
وتتفاوت قوّة الالتصاق اعتمادًا على خواص المواد الملتصقة. فالالتصاق الذي يحدث بين سطحي مادّتين صلبتين يميل إلى الضعف وإن كانت تلك المواد مستوية ونظيفة تمامًا. فالأسطح في الواقع خشنة عندما تُفحص بالمجهر، وتلامس بعضها في أماكن قليلة نسبيًّا. أما إذا كانت إحدى المواد سائلاً جزئيًّا أو كليًّا فإن الاتصال بين الأسطح يكون أقوى.
وتستعمل أقوى المواد التصاقًا في شكل طبقات رقيقة من السوائل. وتكون هذه السوائل في كثير من الحالات محاليل لبوليمرات (مركبات ذات أوزان جزيئية عالية). وعندما تستقر هذه المحاليل فإن جزيئاتها تصبح ثابتة. ومن ثَمّ يمكن أن يكون الالتصاق جيدًا بحيث يمكن لقوّة قوّية أن تؤدي إلى كسر المادة لا كسر الرباط اللاصق.

التَّماسُك :
هو القوة التي تجعل المادة تتماسك جزيئاتها معًا. ويَحْدُث التماسك نتيجة لخاصية التجاذب التي تتمتع بها كل الذّرات والجزيئات نحو بعضها. وينخفض التجاذب إلى درجة كبيرة كلما ازدادت المسافة بين جزيئات المادة. ويبلغ التماسك ذروته في المواد الصلبة فيما عدا حالات شاذة قليلة. أما السوائل فتنخفض فيها هذه الخاصية نسبيًا إذا ماقورنت بالمواد الصلبة. أما الغازات فتكون فيها درجة التماسك أكثر انخفاضًا.
يحتاج فصل أي مادة إلى جزءين، إلى جهد؛ وذلك بناء على خاصية التماسك التي تتمتَّع بها، ويُطلق على هذا الجهد اسم شُغل التماسك. والجهد المطلوب لفصل أي مادة يعادل ضعف توترها السطحي؛ ذلك لأن سطحين جديدين قد نشآ. انظر: التوتر السطحي.

بمقدور العلماء أن يحسبوا مقاومة الشّدّ الخاصة بالمادة إذا ماعلموا مقدار شُغل التماسك. وهذه المقاومة المحسوبة مرتفعة جدًا، ويمكن أن تكسر كثيرًا من المواد الصلبة بسهولة نسبية. ويعتقد العلماء أن ذلك يعود إلى الشقوق السطحية الدقيقة، وبعض العيوب الأخرى التي يمكن أن تكون في المواد الصلبة. فعلى سبيل المثال، نجد أن الألياف الزجاجية لها خاصية عالية لمقاومة التكسّر خلال الساعات الأولى من صنعها، لكنه لا يَلبث أن تطرأ عليها بعض الشقوق الدقيقة التي قد لا تظهر بسهولة للعيان، ومن ثم تفقد متانتها. وليس من اليسير قياس مدى مقاومة الشد في السوائل، لأن الجزيئات تسيل عند استخدام أي نوع من القوة.

كيف تعمل المنظفات والصابون؟
ينظف الصابون والمنظفات الأخرى الأشياء المتسخة بالطريقة نفسها تقريبًا. وتتكون عملية التنظيف من 1- تبليل المادة المتسخة، 2- إزالة جسيمات الأوساخ منها، 3- تعليق (إمساك) جسيمات الأوساخ في ماء الغسيل لشطفها وإزالتها بعيدًا.
تبليل الأشياء. تزيد المواد أو العـوامل النـشطة سطـحيًا الموجودة في المنظفات والصابون من قدرة الماء على التبليل، وذلك بخفض ما يعرف باسم التوتر السطـحي للماء. ويعمل التوتر السطـحي على حفظ الجزيئات متماسكة بعضـها مع بعض مما يؤدي إلى تكوّن قطرات الماء.
تتجمع جزيئات العامل النشط سطحيًا على سطح الماء وتضطره للتمدد والانتشار. وعندما ينخفض التوتُّر السطحي للماء فإنه يخترق الأشياء المتسخة بفاعلية أكثر، كما يؤدِّي خفض التوتر السطحي إلى تكوين فقاعات رغوية بفعل العامل النشط سطحيًا. ولكن الفقاعات والرغوة لا تؤثر في قابلية المنتج للتنظيف


المنظفات والصابون تعمل بالطريقة نفسها تقريبًا. في الصورة التوضيحية المكبرة يهاجم المنظف بقعة الزيت على خيط النسيج، (الجهة اليمنى). ثم يجذب الزيت بعيدًا مكونًا حوله طبقة رقيقة، (الجهة اليسرى). ويشطف المنظف والزيت بعد ذلك بعيدًا.
إزالة الأوساخ والقذارة
إزالة الأوساخ والقذارة. تساعد العوامل النشطة سطحيًا الموجودة في المنظفات والصابون على إزالة الأوساخ. وتترَكَّب جزيئات العامل النشط سطحيًا من جزءين مهمين لهما خواص مختلفة، أحدهما الجزء الأليف للماء؛ أي الجزء الذي ينجذب للماء، والآخر هو الجزء الكاره للماء؛ أي الجزء الذي ينفر من الماء. وتتجمع الأجزاء الكارهة للماء من جزيئات المادة النشطة سطحيًا على أي سطح آخر غير الماء. ويحيط العديد من الأجزاء الكارهة للماء بجسيمات الأوساخ على الأشياء القذرة، وفي الوقت نفسه تندفع الأجزاء الأليفة للماء بعيدًا عن الأشياء المتسخة وتجذب جسيمات القذارة في اتجاه ماء الغسيل.
يساعد التقليب الآلي لآلة الغسيل أو الحركة التي يُسَبّبها دلك أو حك الأشياء المتسخة باليد، في تكسير الأوساخ. كما يساعد التقليب والتحريك الأجزاء الأليفة للماء من جزيئات المادة النشطة سطحيًا في سحبها لجسيمات القذارة من الأشياء المغسولة إلى ماء الغسيل.
تعليق الجسيمات. بعد أن تُجْذب جُسيمات القذارة إلى ماء الغسيل، تحافظ الطبقة الرقيقة لجزيئات العامل النشط سطحيًا الملتفة حول هذه الجسيمات على إبقائها منفصلة متباعدة وتمنعها من الترسب ثانية على الأشياء المغسولة، وبذلك تبقى جسيمات الأوساخ معلقةً في ماء الغسيل إلى أن تتم إزالتها بعيدًا.



نظام العد الإغريقي (اليوناني)

التسمية الحرف الصغير الحرف الكبير
ألفا α А
بيتا β В
جاما γ Г
دلتا δ Δ
إيسيلون ε Ε
زيتا ζ Ζ
إيتا η Η
ثيتا θ Θ
إيوتا ι Ι
كايا κ Κ
لامدا λ Λ
إكساي ξ Ξ
أوميكرون ο Ο
باي π Π
رو ρ Ρ
سيجما σ Σ
تاف τ Τ
إييسيلون υ Υ
فاي φ Φ
خى χ Χ
إيساي ψ Ψ
أوميجا ω Ω