الفيزياء المسلية
الحلقة الأولى.. تعلم الفيزياء من "القلة" و"الكارازا" !!
القلة كما يسمونها في مصر والكارازا كما يسمونها في أسبانيا هي تلك الأواني المصنوعة من الفخار وتستخدم لتبريد المياه والسر في ذلك بسيط جدا يرشح السائل من خلال الجدران الفخارية إلى الخارج حيث يتبخر ببطء ويأخذ الحرارة اللازمة لذلك من الإناء ومن الماء الموجود بداخله.وكلما كان الجو حار زادت سرعة ووفرة تبخر السائل الذي يرطب جدران القلة من الخارج وبالتالي يصبح أكثر برودة ويعتمد تبريد السائل على رطوبة الهواء المحيط فإذا كان الهواء رطبا يتم التبخر بصورة بطيئة ويبرد السائل قليلا أما إذا كان الهواء جاف فعلى العكس يتم التبخر بصورة سريعة ويبرد السائل أكثر.والرياح بدورها تعجل من عملية التبخر وبذلك تساعد على تبريد السائل وانخفاض درجة الحرارة في القلة أو الكارازا لايزيد عن 5 درجات مئوية فمثلا لو كانت درجة الحرارة 33 فستكون في القلة 28 غير أن هذه القلل تحفظ الماء البارد جيدا ولحساب درجة تبريد الماء في القلل نفرض ان لدينا قلة تتسع لـ
الحلقة الثانية من الفيزياء المسلية…لماذا يطفئ الماء النار؟
لماذا يطفئ المار النار؟1- عندما يلمس الماء جسم ملتهب فإنه يتحول إلى بخار ويأخذ بذلك كمية كبيرة من حرارة الجسم الملتهب ولتحويل الماء المغلي إلى بخار نحتاج إلى كمية من الحرارة تزيد على خمسة أضعاف الحرارة اللازمة لتسخين نفس الكمية من الماء البارد إلى 100 مئوية 2- إن حجم الأبخرة المتكونة أثناء ذلك يزيد على حجم الماء الناتجة عنه بمئات المرات وعندما تحيط الأبخرة بالجسم الملتهب تمنع وصول الهواء إليه وبدون هواء لا يحدث احتراق ولزيادة قوة إطفاء المار للنار يضاف ؟إلى الماء أحيانا قليل من البارود قد يبدو هذا التصرف غريبا ولكنه معقول تماما ذلك لان البارود يحترق بسرعة ويحرر كمية كبيرة من الغازات غير المحترقة التي تحيط بالجسم الملتهب وتعرقل احتراقه فيما بعد. ثانيا إطفاء النار بالنار !!أحسن وسيلة وأحيانا الوسيلة الوحيدة لإطفاء ومكافحة حرائق الغابات هي حرق الغابة من الجهة المقابلة للحريق وفي هذه الحالة سيزحف اللهب الجديد لمقابلة الحريق الهائل الأول ويلتهم في طريقه المواد القابلة للاحتراق وبذلك يحرم النار من الوقود وحالما يلتقى الحريقان يخمد كلا جدارى النار في الحال كما لو كان كل منهما التهم الآخر.ولكن هذه العملية تحتاج لخبير لتنفيذها وألا أصبحت الكارثة أكبر فالمسألة تحتاج إلى حسابات وتوقيت وليس مجرد حريق يُشعل فقط والسؤال التالي هل يمكن أن نغلي الماء في الماء المغلي ؟!!خذ زجاجة صغيرة أو قنينة وصب فيها ماء ثم ضعها في داخل قدر (وعاء) موضوع على النار ومملؤء بالماء النقي بحيث لاتلامس تلك الزجاجة أو القنينة قعر القدر ويجب على القارئ والحالة هذه ان يعلق الزجاجة بأنشوطة سلكية وعندما يغلى الماء الموجود في القدر لن يغلى الماء في القنينة وان كان سيصبح حارا ولكنه لن يغلى وهكذا يبدو أن الماء المغلي الموجود في القدر ليس كافي لغلى الماء في القنينة .أن الماء النقي يغلى عند 100 مئوية ولاترتفع درجه حرارته إلى أكثر من هذا في الظروف العادية وهذا يعنى أن درجة حرارة مصدر الحرارة (ماء القدر) تبلغ 100 مئوية ويمكنه تسخين الماء الموجود داخل القنينة إلى 100 مئوية فقط وعندما تتساوى درجة الحرارة يتوقف انتقال الحرارة من الماء الموجود في القدر إلى القنينة وهكذا لايمكن تزويده بالحرارة اللازمة لتحويل الماء على البخار (لتحويل 1 جم من الماء المسخن إلى 100 مئوية إلى بخار نحتاج إلى كمية من الحرارة تزيد عن 500 سعر حراري).والفرق بين ماء القدر والقنينة أنه منفصل بواسطة جدران القنينة وجدران القنينة تمنع الماء الموجود داخلها من الاشتراك في تلك التيارات التي تحرك الماء الموجود في القدر أن كل جزء من ماء القدر تلامس القعر الحامي مباشرة أما الماء في القنينة فيمكن ان تلامس الماء المغلي فقط ولحل هذه المشكلة نضيف كمية من الملح على ماء القدر حيث أن الماء المالح يغلى عند درجة حرارة أكثر من 100 مئوية وهكذا تصبح درجة حرارة الماء في القدر أكبر من 100 مئوية وفي هذه الحالة فقط يمكن أن تغلي ماء القنينة ولكن لماذا هذا السؤال لأنه ببساطة تمهيد للسؤال التالي هل يمكن أن نغلي الماء بواسطة الثلج؟!! لقد فشلنا في جعل الماء المغلي يغلى الماء إلا باستعمال الملح فمن الطبيعي أن نفشل بالثلج… لايجب أن نتعجل الإجابة وقم بهذه التجربة أملا قنينة إلى المنتصف بالماء واغمرها في الماء المالح المغلي وعندما يغلى الماء في القنينة ارفع القنينة من القدر (الوعاء) وسد فوهتها بسرعة بسدادة من الفلين وأقلب القنينة وانتظر أن يتوقف غليان الماء الموجود في داخلها وبعد حلول هذه اللحظة صب الماء المغلي على الزجاجة وستجد ان الماء لن يغلى ولكن إذا وضعت قليل من الثلج أو صببت على الزجاجة ماء بارد فسترى ان الماء يبدأ في الغليان وهكذا يفعل الثلج ما لا يفعله الماء المغلي أن السر يكمن في تبريد جدران القنينة الزجاجية ونتيجة لذلك يتكثف البخار ويتحول إلى قطرات من الماء ولما كان الهواء قد طرد من القنينة الزجاجية قبل ذلك في مرحلة الغليان فإن الماء الموجود في داخلها الآن يتعرض لضغط يقل عن السابق بكثير ومن المعروف انه عند تقليل الضغط المؤثر على السائل فإنه يغلى عند درجة حرارة أقل من درجه غليانه الطبيعية بكثير وهكذا يكون لدينا ماء مغلي ولكنه غير حار.الأفضل لتنفيذ هذه التجربة استخدام قنينة كروية الشكل لأن الجدار الزجاجي إذا كان رقيق يمكن ان ينكسر في هذه التجربة أو استخدام علبة من الصفيح يمكن سد فتحتها بإحكام وستبدو العلبة مجعدة بعد إجراء هذه التجربة.
الحلقة الثالثة: أستعد لمعركة مع المريخ…
الحلقة الثالثة: أستعد لمعركة مع المريخ… تقدمت صفوف الجنود الأرضية في ثبات وعزم واثقة من الانتصار على قوات المريخ الذين بدا وكأنهم يتهيئون للانسحاب ولكن في نفس الوقت هبط من السماء جسم ضخم من مادة داكنة سوداء والتي ما أن ظللت الجنود الأرضية حتى تبعثروا وتشبع الجو بغيوم كثيفة من البنادق والأسلحة الآلية المختلفة حتى الدبابات والمدفعية طارت في الهواء والتصقت بهذا الجسم الضخم ولم تستطع أي قوة أن تثبت أمام هذا الجسم وهكذا تمكن جيش المريخ من انتزاع أسلحة الجنود الأرضيين دون أن يلحقوا بهم أي أذي باستثناء حالة الفزع التي انتابتهم واستمرت الجسم العملاق يطارد الجنود المساكين لانتزاع أسلحتهم بينما أستمر الجنود في الفرار …كان هذا جزء من قصة "على سطح كوكبين" للكاتب كورت لاسفيتس وطبعا عرفتم كيف خدع جيش المريخ جيش الأرض بالنسبة لي لا اعرف متى عرف اهل المريخ المغنطيس ولكن بالنسبة للأرض فقد أطلق الصينيون اسم الحجر العاشق على هذا الحجر "تشو شى " وكذلك الفرنسيين "aimant" وهي الفرنسية تعنى مغناطيس أو عاشق ويمكن الاطلاع على كتب العلوم البسيطة في المرحلة الابتدائية والاعدادية لمعرفة العديد من خواص المغناطيس وكيفية عمل مغناطيس كهربائي ولهذا قصة طريفة حدثت مع أحد السحرة حيث كان في أحد الحفلات وطلب من احد الشباب الأقوياء رفع صندوق موجود على المسرح فرفعه الشاب بسهولة ثم قال له الساحر ثم قال له الساحر سوف أسلبك قوتك وأشار له بعصا بيديه ثم طلب منه رفع الصندوق مرة أخرى فلم يستطع رغم المحاولات المستميتة ولو كان هذا الشاب القوى على علم بقواعد المغناطيسية لأكتشف الخدعة على الفور فقاعد الصندوق هي في الحقيقة قطب لمغناطيس كهربائي قوى وعند عدم مرور التيار الكهربائي يكون من السهولة رفع الصندوق وما أن يمر التيار حتى تتحول القاعدة على مغناطيس قوى يجذب الصندوق فلا يمكن رفعه ولو حتى أكثر من شاب قوى قام بذلك وللمغناطيس استخدامات ظريفة في مجال الزراعة حيث يساعد على التخلص من الطفيليات حيث لبذور الطفيليات شعيرات دقيقية تتعلق بأصواف الحيوانات المارة بقربها ولفصل البذور الشعرية للطفليلات عن البذور الملساء للنباتات النافعة مثل الكتان والبرسيم بواسطة مغناطيس حيث نقوم بنثر مسحوق الحديد على بذور المزروعات فإن دقائق الحديد ستعوق بذور الطفيليات بإحكام بدون أن تؤثر على البذور الملساء للمزروعات النافعة ثم نقوم بتعرض الخليط لمجال مغناطيس كهربائي فتنفصل البذور تلقائيا حيث يسحب المغنطيس بذور الطفلييات العالقة بدقائق الحديد وتبقى المزروعات خالية من الشوائب وللمغناطيس استخدامات ظريفة المواصلات ولعب الأطفال يطول الحديث فيها.
الحلقة الرابعة من الفيزياء المسلية .. أصنع طاقية الإخفاء
هناك روايات وأفلام كثيرة حول شخصية الرجل المرئي وإمكانية تحقيقها عمليا على أرض الواقع ومن المعروف أن الرؤية تعتمد على تصرف الأجسام المرئية في الضوء والأجسام أما أن تمتص الضوء أو أن تعكسه أو تكسره فإذا لم يحدث ذلك فانك تحصل على جسم غير مرئي ومن هنا نرى الألوان فالسماء زرقاء لأنها تعكس اللون الأزرق وهكذا وعندما ينعكس الضوء وينكسر في نفس الوقت نحصل على المظهر المتألق. والصندوق الزجاجي أقل لمعانا ورؤيته أقل وضوحا من رؤية الصندوق المصنوع من الماس وذلك لأن نسبة الانعكاس والانكسار فيه أقل مما هي عليه للماس وإذا وضعنا قطعة من الزجاج العادي الأبيض في الماء وخصوصا في سائل أكثف من الماء (يمكن مراجعة ورشة تصنيع الزجاج) فأنها ستختفي عن الأنظار تقريبا وذلك لأن الضوء الساقط على الزجاج من خلال الماء ينكسر وينعكس بصور ضعيفة مثل تيار غاز ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين الموجودين في الماء وذلك لنفس السبب السابق .تجربة الإخفاء ويمكننا جعل الجسم شفاف للغاية يختفى عن الأنظار بالمرة وذلك بإحاطته بجدران تشتت الضوء بشكل منتظم تماما أن العين التي تنظر إلى الداخل من خلال فتحة جانبية صغيرة ستتلقى عندئذ من كافة نقاط الجسم كمية متساوية من الضوء كما ل كان الجسم غير موجود مطلقا وذلك لعدم وجود بريق أو ظلال يشيران إلى وج













