منتدى العلوم الفيزيائية والتكنولوجيا
السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته ـ إختر إحدى الخيارات من فضلك

موســــوعة لمــــــاذا ؟

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

موســــوعة لمــــــاذا ؟

مُساهمة من طرف lazreg2007 في الأربعاء 12 سبتمبر 2007, 00:44

موســــوعة لمــــــاذا ؟


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.


لماذا تدور عقارب الساعة بالإتجاه المعروف؟
قد يبدو هذا السؤال غبيا جدا، لأنه أمر طبيعي ومألوف ومنطقي في جميع أنحاء العالم. لكن ما نقصده هنا هو سبب اتجاه عقارب الساعة من اليسار الى اليمين في نصف الساعة الأعلى وبالعكس في نصف الساعة السفلي. فنحن نعرف جيدا أنه لا يوجد شيء آلي موجود بالطبيعة، وهذا يعني أن شخصا ما حدد طبيعة دوران عقارب الساعة التي ذكرناها سابقا. لكن لماذا يستمر هذا الوضع حتى الآن على الرغم من التطور المستمر في عالم الساعات؟
من المعقول جدا أن نفترض ما يلي، إن أول ساعات رقمية ظهرت في النصف الشمالي فكان من الطبيعي أن تشير يد الساعة (المؤشر) الى جهة زوال ظل الشمس نفسها. بينما الشمس
تشرق في نصف الكرة الجنوبي من ناحية الشرق ، وكما يحدث في شمال الكرة الأرضية أيضا، فإن ظل الشمس يتحرك بالإتجاه المعاكس، او عكس اتجاه دوران الساعة السابق.
وتتدخل حوادث التاريخ بعمق في طبيعة منجزاتنا الآلية وذلك مثلا في قراءة أي معلومات ذات كمية رقمية محددة، مثل عدادات زيادة الكمية التي تسير مؤشراتها باتجاه عقارب الساعة. وربما تساعدنا المؤشرات الرقمية التي لا يوجد فيها عقارب على التخلص من سيطرة النصف الشمالي للكرة الأرضية في لا وعينا.


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.


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 .



لماذا تبدو السماء زرقاء اللون؟
يتدرج لون السماء من النيلي الداكن إلى البرتقالي أو الأحمر في وقت الغروب، لكننا نميل إلى الاعتقاد بأن لون السماء الطبيعي هو الأزرق . وبما أن الشمس مصدر الضوء على الأرض ، تصدر ضوء أبيض فمن العجب حقا أن نظن دائما أن لون السماء هو الأزرق .
ويتكون اللون الأبيض من مزيج ألوان الطيف السبعة ( الأحمر ، البرتقالي ، الأصفر ، الأخضر ، الأزرق النيلي ، والبنفسجي ، كما تبدو في قوس قزح ) والذي ينتج من اختلاف أطوال الأشعة المكونة للضوء .أما لون المادة المرئية فينتج أيضا عن ضوء الشمس ذو الأطوال المختلفة . وتتميز بعض المواد بقدرتها على امتصاص الضوء أو عكسه أو انكسار باتجاهات مختلفة . ( باستثناء مادة شفافة تماما ستسمح بمرور الضوء كما هو – أنظر لماذا يبدو التونيك في الماء ضبابيا ؟) وكذلك بتأثير من الرؤية عند الإنسان .
والمادة الحمراء مثلا ، إذا تعرضت للضوء تمتص جميع ألوان الطيف ماعدا اللون الأحمر ، الذي تعكسه . والمادة البنفسجية تعكس بعض الأحمر وبعض الأزرق . أما المادة السوداء فتمتص جميع ألوان الطيف والأبيض يعكسهم جميعا .
عندما يمر شعاع ضوء خلال الهواء ، سيتعرض حتما للانكسار بدرجة معينة تعتمد على كمية الغبار الموجودة حوله . وتنكسر الموجات القصيرة من ألوان الطيف (الزرقاء) بدرجة أكبر بكثير من الموجات الطويلة( الحمراء) . وفي الأيام الصافية حيث الغبار وقطرات الماء قليلة في الجو سيكون انعكاس أشعة الضوء محدودا جدا ، وبذلك نرى السماء زرقاء فاتحة . وعند الغروب حيث تزداد كمية الغبار في الجو ، خصوصا أيام الحصاد ، يزداد تشتت الضوء وخصوصا الموجات القصيرة الزرقاء ، بحيث تبقي الأشعة الصفراء والحمراء ظاهرة على سطح الأرض.
ولو كنت الأرض كالقمر ، دون جو يحيط بها ، لبدت السماء سوداء دائما ، في الليل وفي النهار .



لماذا يظهر لنا أحيانا في أفلام السينماء أن عجلات العربات تدور إلى الوراء؟!
ربما لاحظت عند مشاهدة أحد أفلام رعاة البقرWestern، ان عجلات العربة التي تنطلق بعيدا عن سواها من العربات، تدور للأمام لأول وهلة ثم تبدأ بالدوران إلى الخلف قبل أن تتحرك بشكل طبيعي.
ونلاحظ الظاهرة نفسها في مشهد تلفزيوني تنقله كاميرا محمولة على سيارة في سباق عربات مثلا. بحيث تظهر الإطارات الأمامية وكأنها تدور إلى الخلف بعكس اتجاه العربة. فما هو سبب هذه الظاهرة غير المعقولة؟
تظهر الصورة المتحركة في الفيلم نتيجة تتابع معين من الصور الثابتة ( عادة 24 صورة في الثانية ). ويعمل الدماغ على حفظ الصور ونقلها بالتتابع دون اعتبار الفواصل البسيطة، فتنتقل إلينا بذلك صورة متحركة عما يحدث.
لكن، أحيانا يحدث خلل في هذه القاعدة حسب شكل المواد وحركتها. فتخيل مثلا انك تصور عجلة قديمة ذات أشعة داخلية تدور 24 مرة في الثانية-هذه ستكون عربة سريعة جدا – لكم نرجو أن تتحمل معنا بهدف المناقشة.
ستجد ان الأربع وعشرين صورة الثابتة المأخوذة في ثانية واحدة ستظهر الدولاب في الموضع نفسه.
وعلى الرغم من ان العربة ستظهر في الفيلم وهي تتقدم الى الأمام عكس المكان المحيط بها، إلا أن الدواليب ستبدو ثابتة. وإذا دارت الدواليب، لنقل 23 دورة في الثانية – فستفشل العربة في اتمام الدورة الكاملة في كل صورة ثابتة. وعندما يتم بث الصور معا، ستبدو الدواليب وكأنها تدور الى الوراء.



لماذا تحتاج الى تغيير أو شحن البطارية يوميا إن كنت تستخدم كمبيوتر نقال ؟
نستخدم عادة نوعين فقط من البطاريات التي يمكن إعادة شحنها ، بطاريات الأسيد ذات ألواح الرصاص والمستخدمة عادة في محركات السيارات ، وبطاريات " نيكل كاديوم " أو " نيكاد " . وذلك لضخامة طاقتها نسبة الى حجمها . وعلى الرغم من أن بطاريات النيكاد أغلى من سواها من الأنواع ، إلا أن الجميع يفضل استخدامها في أجهزة الكمبيوتر
(Lap Top) وأدوات الحفر غير الكهربائية ، وأجهزة الهاتف اللاسلكية ، وآلات الحلاقة طبعا ، حيث خفة الوزن وسهولة الاستخدام هما الأساس . وتتميز بطاريات النيكاد أيضا ، إذا تم استخدامها بشكل جيد – بإمكانية شحنها وتفريغها مرات عدة " الأمر الذي يخفف بالطبع سعرها المرتفع أصلا " ، كما أنها تتمتع بطاقة ثابتة بعد كل عملية شحن ، على الرغم من أن أداءها ينخفض مباشرة عند انتهاء الطاقة .
ونشير هنا الى أن بطارية الاسيد ذات ألواح الرصاص تفرغ بشكل تدريجي قبل إعادة شحنها ولبطاريات " نكاد " سيئة يجب الانتبهاء اليها . فإذا كنت تستخدمها دائما طيلة فترة معينة قبل استخدامها مرة ثانية ، فإن لها ذاكرة خاصة بها حول مستوى الشحنة التي تنفقها عادة . فأفترض ، مثلا انك تعمل دائما ساعة واحدة في المساء على جهاز الكمبيوتر الخاص بك قبل أن تعيد شحنها ليلا . في العادة جلسة العمل الواحدة تفقد البطارية ثلث شحنتها . ومع مرور الوقت ستصبح البطارية معتادة على العمل بهذا المعدل وتبدأ بالتخلي عن الجزأين الآخرين أو باقي كمية الشحنة . وهذا بالطبع ، يشكل مشكلة حين تغير عادتك وتقرر أن تعمل ثلاث ساعات متواصلة ولسبب ما ، لا تكون قادرا على إعادة شحنها أثناء العمل ، لأنك علمتها على العمل بثلث طاقتها .
ولهذا السبب ينصحك صانعو الأدوات الكهربائية التي تعمل بقوة بطاريات نكاد، أن تفرغ بطاريتك نهائيا كل ثلاثة اشهر تقريبا وان تتركها (غير مشحونة ) فارغة تماما مدة 24 ساعة ، ثم تعيد شحنها بالطريقة العادية . ( ننصحك بعدم محاولة تفريغ البطاريات العادية لأنها تصبح عديمة الفائدة وقد تؤدي الى تفاعلات كيميائية مؤذية ).

_________________
avatar
lazreg2007
المشرف العام
المشرف العام

عدد الرسائل : 180
العمر : 49
السٌّمعَة : 4
نقاط : 12
تاريخ التسجيل : 05/06/2007

http://sidi.yoo7.com

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى