الهيدروميترات (Hydrometers):
الهيدروميتر هو جهاز لقياس الأوزان النوعية للسوائل وأكثر إستعمالاته شيوعاً في قياس الوزن النوعي للألبان وأحماض البطاريات. يتركب النوع البسيط من عمود من الخشب منتظم المقطع مثبت في أسفله قطعة رصاص ، حتى إذا وضع في سائل يطفو رأسياً . يتوقف طول العمود المغمور تحت سطح السائل على كثافة السائل.
دفع السائل للهيدروميتر = وزن السائل المزاح = S ×ρ
حيث S مساحة المقطع ، ρ كثافة السائل
بما أنّ الهيدروميتر يطفو على السائل يكون وزنه مساوٍ لدفع السائل له أي أنّ:
w = S ×ρ
بما أنّ الكثافة ρ ومساحة المقطع ثابتين يكون طول الجزء المغمور تحت السائل متناسباً عكسياً مع كثافة السائل يعطي تدريج الجزء الظاهر فوق السائل الأوزان النوعية مباشرةً .
نفرض أنّ h طول الجزء غير المغمور من الساق داخل السائل وأنّ مساحة مقطع الساق S ، إذا كان V هو الحجم الكلي للهيدروميتر يكون الحجم المغمور منه هو (V-hS) ويساوي حجم السائل المزاح .
وزن الهيدروميتر =
W = (V-hS)ρ
وبذلك يكون يكون الطول الظاهر من الساق فوق السائل
h = V – w 1
S S ρ
يعاير الهيدروميتر مع تدريج ساقه وذلك بوضعه في سوائل معلومة الكثافة.
مثال:
هيدروميتر يتكون من إنتفاخ حجمه 5 Cm3 تعلوه ساق اسطوانية قطرها 5mm يطفو في الماء ومغمور منه أعلى الإنتفاخ مسافة قدرها 2 Cm . ما هو الطول الذي ينغمر من ساقه إذا وضع في سائل وزنه النوعي 0.95
التوتر السطحي (Surface tension) :
التوتر السطحي هو ذلك التأثير الذي يجعل الطبقة السطحيّة لأي سائل تتصرف كورقة مرنة. ذلك التأثير الذي يسمح للحشرات بالسير على الماء، والأشياء المعدنية الصغيرة كالإبر، أو أجزاء ورق القصدير من الطفو على الماء، وهوالمسبب أيضا للخاصيّة الشعريّة
يعرّف بأنه القوة المؤثرة عموديّا على طول خط عمل وحدة القوى عندما تكون هذه القوة موازية للسطح. ويقاس التوتر السطحي بوحدات نيوتن لكل متر(N·m−1)، أو داين لكل سنتيميتر.
وبعبارة أخرى يمكن تفسير هذه الظاهرة وهي أنّ طاقة الجزيء المتّصل مع جاره أقل من طاقة الجزيء الغير متّصل مع جاره. وكل الجزيئات الدّاخليّة تمتلك ما يجب امتلاكه من الجيران. ولكن جيران جزيئات السطح أقل عدداً من جيران الجزيئات الداخليّة، ولذا هي في حالة طاقة عالية. ولكي يقلل السائل من حالة طاقته لا بد أن يقلل عدد جزيئات سطحه، ولذا يقلل من مساحة سطحه.
الخاصية الشعرية:
تلعب ظاهرة الخاصية الشعرية دورا ها 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 زاوية 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.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق