وضعت خمسة أجسام في خزان من الماء كثافاتها على النحو الآتي:

0.85 g/cm ³ .a

0.95 g/cm ³ .b

1.05 g/cm ³ .c

1.15 g/cm ³ .d

1.25 g/cm ³ .e

وكثافة الماء 1g/cm ³ . ويوضح الشكل 26-6 ستة مواقع محتملة لهذه الأجسام، اختر المواقع من 1 إلى 6 لكل من الأجسام الخمسة. (ليس من الضروري اختيار المواقع كلها).

6-e ،6- d ،6-c ،2-b ،1-a

حلول اتقان المفاهيم وتطبيق المفاهيم

خريطة المفاهيم:

51. أكمل خريطة المفاهيم أدناه مستخدماً المصطلحات الآتية: الكثافة، اللزوجة، المرونة، الضغط. ويمكن استخدام المفهوم الواحد أكثر من مرة.

إتقان المفاهيم:

(1- 6)

52. كيف تختلف القوة عن الضغط؟

تعتمد القوة فقط على دفع الجسم أو سحبه في حين يعتمد الضغط على القوة كما يعتمد على المساحة التي تؤثر فيها القوة.

53. حُصرِ غاز في وعاء مغلق بإحكام، ووضع سائل في وعاء له الحجم نفسه وكان لكل من الغاز والسائل حجم محدد، فكيف يختلف أحدهما عن الآخر؟

لن يتغير حجم السائل، وسيتمدد الغاز حسب حجم الوعاء الذي يحويه.

54. ما أوجه التشابه والاختلاف بين الغازات والبلازما؟

كلاهما ليس له حجم أو شكل محدد إن جسيمات البلازما ذات طاقة عالية جداً وتستطيع البلازما إيصال الكهرباء.

55. تتكون الشمس من البلازما، فكيف تختلف بلازما الشمس عن تلك التي على الأرض؟

بلازما الشمس حارة جداً والأكثر أهمية من ذلك أن كثافتها عالية جداً لدرجة أن كثافتها أكبر من كثافة أغلب المواد الصلبة الموجودة على سطح الأرض.

(2- 6)

56. البحيرات. تنصهر البحيرات المتجمدة خلال فصل الربيع، فما تأثير ذلك في درجة حرارة الهواء فوق البحيرة؟

لكي ينصهر الجليد يجب أن يمتص كمية من الحرارة الكافية لانصهاره من الماء أو الهواء مما يؤدي إلى تبريد الهواء فوقه.

57. الكشافة. تُغطي المطّارات التي يستخدمها الكشافة أحيانًا بكيس من قماش الكتّان. إذا رطّبت الكيس الذي يغطي المطرة فإن الماء في المطرة سيبرد، فسر ذلك.

يتبخر الماء الموجود في كيس القماش ممتصاً الطاقة من المطرة ومن الماء الذي في داخلها.

(6-3)

58. ماذا يحدث للضغط عند قمة الإناء إذا ازداد الضغط عند قاعه اعتماداً على مبدأ باسكال؟

تتوزع التغيرات في الضغط بالتساوي على جميع أجزاء الإناء حيث يتزايد الضغط عند الأعلى.

59. ينتقل تيار مائي خلال خرطوم ويخرج من فوهته، فماذا يحدث لضغط الماء عندما تزداد سرعته؟

يتناقص ضغط الماء حسب مبدأ برنولي.

60. بم تخبرك الأواني المستطرقة الموضحّة في الشكل 24-6 عن الضغط المؤثر بواسطة السائل؟

توضح أنابيب الاتزان أن الضغط لا يعتمد على شكل الإناء.

61. قارن بين ضغط الماء على عمق 1m تحت سطح بركة صغيرة وضغط الماء عند العمق نفسه تحت سطح بحيرة؟

حجم الماء أو شكله غير مهمين بل المهم هو العمق فقط لذلك يكون الضغط متساوي في كلا الحالتين.

(6-4)

62. كيف يختلف ترتيب الذرات في المادة البلورية عن ترتيبها في المادة غير البلورية؟

تترتب الذرات في المادة البلورية في نمط مرتب أما في المادة الغير البلورية فتكون الذرات عشوائية أي ليس لها نمط مرتب.

63. هل يعتمد معامل التمدد الطولي على وحدة الطول المستخدمة؟ فسر ذلك.

لا، فمعامل التمدد الطولي مقياس لتمدد الجسم بالنسبة إلى طوله الكلي، أما وحدات الطول الكلي فلا يغيران من قيمه a.

تطبيق المفاهيم:

64. يستقر صندوق على شكل متوازي مستطيلات على وجهه الأكبر على طاولة، فإذا أُدير الصندوق بحيث أصبح يستقر على وجهه الأصغر، فهل يزداد الضغط على الطاولة، أم ينقص أم يبقى دون تغيير؟

يزداد الضغط ويبقى الوزن كما هو فالضغط هو الوزن المؤثر في وحدة المساحة.

65. بَيّن أن وحدة الباسكال تكافئ وحدة ب kg/m.s²

$1\mathrm{Pa}=1N/m^2=\frac{\left(\mathrm{kg}\cdot m/s^2\right)}{{\mathrm{m}}^2}=1kg/m{s}^2$

66. شحن البضائع. أيهما تغطس لمسافة أعمق في الماء: باخرة مملوءة بكرات تنس الطاولة أم باخرة فارغة مماثلة لها؟ فسر إجابتك.

سوف تغطس الباخرة المملوءة بكرات التنس إلى عمق أكبر داخل الماء لأن لها وزن أكبر.

67. ما عمق وعاء من الماء الضغط عند قاعه يساوي قيمة الضغط في قاع وعاء مملوء بالزئبق، وعمقه 10، علماً بأن كثافة الزئبق تزيد 13.55 مرة على كثافة الماء.

${\mathrm{h}}_2=\frac{{\rho }_1}{{\rho }_2}{\mathrm{h}}_1=13.55\times 10.0=136 \mathrm{cm}$

68. وضعت قطرات من الزئبق، والماء، والإيثانول والأسيتون على سطح مستو أملس، كما في الشكل 25-6. ماذا تستنتج عن قوى التماسك في هذه السوائل من خلال هذا الشكل؟

تكون قوى التماسك الأكبر في الزئبق في حين تكون الأضعف في الأستون وكلما كانت قوى التماسك أكبر أتخذت القطرة شكل كروي أكثر.

69. يتبخر الكحول بمعدل أسرع من تبخر الماء عند درجة الحرارة نفسها، ماذا تستنتج من هذه الملاحظة عن خصائص الجزيئات في كلا السائلين؟

إن قوى التماسك للماء أكبر من قوى التماسك للكحول.

70. افترض أنك استخدمت مثقباً لإحداث ثقب دائري في صفيحة من الألومنيوم، إذا سخنت الصفيحة فهل يزداد حجم الثقب أم يقل؟ فسر ذلك.

كلما سخنت الصفيحة أكثر ازداد حجم الثقب.

71. وضعت خمسة أجسام في خزان من الماء كثافاتها على النحو الآتي:

0.85 g/cm³ .a

0.95 g/cm³ .b

1.05 g/cm³ .c

1.15 g/cm³ .d

1.25 g/cm³ .e

وكثافة الماء 1g/cm³. ويوضح الشكل 26-6 ستة مواقع محتملة لهذه الأجسام، اختر المواقع من 1 إلى 6 لكل من الأجسام الخمسة. (ليس من الضروري اختيار المواقع كلها).

6-e ،6- d ،6-c ،2-b ،1-a

72. تم تسخين حجمين متساويين من الماء في أنبوبين ضيقين ومتماثلين، إلا أن الأنبوب A مصنوع من الزجاج العادي، والأنبوب B مصنوع من الزجاج القابل للتسخين في الأفران، وعندما ارتفعت درجة الحرارة ارتفع مستوى الماء في الأنبوب B أكثر من الأنبوب A. فسّر ذلك.

يتمدد الزجاج المستخدم في الأفران بمقدار أقل من الزجاج العادي عند التسخين فلا يرتفع الماء في الأنبوب A كثيراً لأن أنبوب الزجاج العادي قد تمدد وازداد حجمه.