ما هو “المائع” مع ذكر أقسامه في الفيزياء؟

1 إجابة واحدة

يُعرف المائع بأنه أي جسم بحالةٍ سائلةٍ أو غازيةٍ أو صلبةٍ، من الممكن أن يتغير شكله تحت تأثير القوى الأخرى أو يأخذ شكل الإناء الذي يحويه، أي أنها قابلةٌ للانسياب. وهناك علم يسمى علم ميكانيك الموائع حيث أنه يهتم بدراسة السوائل التي تكون ثابتة أو متحركة ويُسمى أحيانًا بميكانيك الموائع.

ويوجد عدة أنواع للموائع منها:

  • المائع المثالي: فعليًا هو غير موجود بالطبيعة أي أن لزوجته معدومةٌ تمامًا، ولا يمكن أن نضغطه أبدًا وليس ضمنه أي احتكاك وجريانه منتظمٌ تمامًا.
  • المائع النيوتوني: سمي بالنيوتوني نسبة للعالم الفيزيائي اسحاق نيوتن، وهو المائع الخاضع لقوانين نيوتن الفيزيائية في اللزوجة وفيه يكون الإجهاد متناسب طردًا مع المعدل.
  • المائع غير النيوتوني: وهو المائع غير الخاضع لقوانين نيوتن في اللزوجة أي أن علاقة الإجهاد لا تتناسب طردًا مع المعدل، وتتأثر اللزوجة لهذه الموائع بتأثير القوى المطبقة عليها فتصبح أكثر سيولةً وأكثر سلاسةً بالحركة.

وللموائع العديد من الخصائص منها “اللزوجة والقابلية للانضغاط والتوتر السطحي

  • اللزوجة: وهي قوة مقاومة المائع للجريان ومقدار المقاومة التي يبرزها للضغط أو القوة التي تجبره على تغيير شكله أو التحرك، أو حركة جزيئاته المجاورة لبعضها. أي يمكن اعتبارها قوة احتكاكٍ داخليٍ بين الجزيئات ،الذي بدوره يساهم بمقاومة اختلاف السرعات داخل السائل وتبديد القوى الزائدة عند جريانه، فكلما زادت لزوجة المائع قلت قدرته على الجريان “تناسب عكسي” مثل الزيت والماء حيث أن للزيت لزوجة أكبر، نلاحظ أن للماء قدرةٌ على الجريان أعلى نتيجة للزوجته الأقل.

وهناك نوعين للزوجة:

    1. لزوجة ديناميكية: وهي تقيس مقاومة المائع للحركة والتدفق عندما نطبق عليه قوى خارجية.
    2. اللزوجة الحركية: فهي تختلف عن الديناميكية بأنها تقيس فقط مقاومة المائع للحركة بتأثير الجاذبية الأرضية فقط دون التأثر بأي قوى أخرى.
  • الخاصية الثانية وهي القابلية للانضغاط: فهي تُعرف بقدرة المائع على تغيير شكله أو حجمه نتيجة تعرضه لقوى أو ضغوط خارجية، فمثلًا: المحقنة فعندما نسدها من الأمام ونضع بداخلها مادة مائعة أو نفرغها ونترك الهواء فقط، فعند تطبيق قوة نلاحظ أن المادة المائعة قل حجمها والضغط ازداد، وعند إزاله هذه القوة نلاحظ أن الحجم كبر والضغط أصبح أقل، أي أنه تناسب عكسي.
  • الخاصية الثالثة هي خاصية التوتر السطحي: هل سبق لك ورأيت الحشرات تطفو على سطح الماء أو الأجسام المعدنية الصغيرة كالإبر، وتساءلت لماذا لا تغرق بالماء، إنها خاصية التوتر السطحي، حيث أنها قوى التماسك التي تنشأ بين جزيئات السائل وتكون بأقصى درجاتها الممكنة على سطح السائل لأن الجزيئات على سطح السائل لا تمتلك جزيئات مجاورة لها بجميع الاتجاهات، فينتج عن ذلك ازدياد في قوى الارتباط والتماسك مع تلك المحيطة بها، مما ينتج عنه صعوبة أكثر قليلًا بتحريك الأجسام على سطح السائل، وتتأثر بعدة عوامل منها:
    1. درجات الحرارة: يزداد التوتر السطحي مع انخفاض درجات الحرارة والعكس صحيح أي أنها علاقة تناسبٍ عكسيٍ.
    2. إضافة المواد الكيميائية، قد تؤثر على التوتر السطحي مثل إضافة الصابون للماء يقلل قوى التوتر السطحي تختلط الأوساخ بشكلٍ أسهل لتتم إزالتها.

وغيرها من العوامل، والجدير بالذكر أن العلاقة بين اللزوجة والتوتر السطحي علاقةٌ طرديةٌ أي أنه كلما ازدادت اللزوجة ازدادت معها قوى التوتر السطحي.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو “المائع” مع ذكر أقسامه في الفيزياء؟"؟