حل مراجعة الوحدة الخامسة States of Matter منهج انسباير Inspire

حل مراجعة الوحدة الخامسة States of Matter منهج انسباير Inspire

الضغط في المواد الصلبة

· الضغط يُقاس بوحدة باسكال (Pa) أو نيوتن/متر مربع (N/m²)
· العلاقة بين القوة والمساحة: كلما زادت المساحة قل الضغط، وكلما صغرت المساحة زاد الضغط
· عند تساوي القوة، يكون الضغط أكبر على السطح الأصغر مساحة

الضغط الجوي

· الضغط الجوي على سطح الأرض يساوي حوالي 100 كيلوباسكال

درجة الحرارة والصفر المطلق

· الصفر المطلق هو أقل درجة حرارة ممكنة ويساوي -273 درجة مئوية
· عند الصفر المطلق تتوقف حركة الجزيئات تماماً

سلوك الغازات

· عند زيادة درجة حرارة الغاز مع ثبات الضغط، يزداد حجم الغاز
· العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته (بالكلفن) علاقة طردية

الضغط في السوائل

· ضغط السائل لا يعتمد على شكل الوعاء
· العوامل المؤثرة على ضغط السائل: العمق، كثافة السائل، الجاذبية الأرضية
· العوامل غير المؤثرة: شكل الوعاء، المجال المغناطيسي
· الأجسام المغمورة على نفس العمق في سائل واحد تتعرض لنفس الضغط

قوة الطفو (قوة أرخميدس)

· اتجاه قوة الطفو: إلى أعلى دائماً
· قوة الطفو تنشأ نتيجة الفرق في الضغط بين أعلى وأسفل الجسم المغمور
· قوة الطفو تدفع الجسم إلى أعلى (مثل مكعب الثلج في كأس الماء)

العوامل المؤثرة على قوة الطفو

· لا تعتمد على عمق الجسم المغمور
· تعتمد على: كثافة السائل المزاح، حجم السائل المزاح، الجاذبية الأرضية

مبدأ أرخميدس

· قوة الطفو تساوي وزن السائل المزاح بواسطة الجسم
· ينطبق على جميع الأجسام المغمورة جزئياً أو كلياً في المائع

حالات الطفو والغوص

· الطفو: يحدث عندما يتساوى وزن الجسم مع قوة الطفو
· الغوص: يحدث عندما يكون وزن الجسم أكبر من قوة الطفو
· كثافة الجسم تحدد سلوكه في المائع:
· إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة المائع → يطفو
· إذا كانت كثافة الجسم أكبر من كثافة المائع → يغوص
· إذا تساوت الكثافات → يتعادل (حيادي الطفو)

تطبيقات على مبدأ أرخميدس

· السفن: تصنع من الفولاذ وتطفو لأنها تحتوي على مساحات كبيرة من الهواء، مما يجعل متوسط كثافتها أقل من كثافة الماء
· الغواصات: تغوص بضخ الماء إلى خزاناتها (زيادة الكثافة)، وتطفو بطرد الماء منها (تقليل الكثافة)
· الأسماك: تتحكم في عمقها بتوسيع أو تقليص مثانة العوم (تغيير حجم السائل المزاح)
· منطاد الهواء الساخن: الهواء الساخن داخل المنطاد أقل كثافة من الهواء البارد المحيط، فترتفع قوة الطفو

ملاحظات مهمة

· الجسم الطافي: قوة الطفو = وزن الجسم
· الجسم المغمور كلياً: حجم السائل المزاح = حجم الجسم
· الجسم المغمور جزئياً: حجم السائل المزاح < حجم الجسم