سر بقعة القهوة !!! لا سر يوجد الآن... [الأرشيف]

مشاهدة النسخة كاملة : سر بقعة القهوة !!! لا سر يوجد الآن...

kingstars18

20-01-2011, 10:45

بقعــــــــة القهوة

كلنا يرى هذه البقعة ويأسف على قميصه عند سقوطها عليه، كثيرا ما نشاهدها تجف عند سقوطها على الأرض، لكن هل انتبهت يوما بأن اللون هو هكذا

http://img522.imageshack.us/img522/2294/cbtch.jpg

ما سر اللون إذن ، هل له علاقة بظاهرة أو مبدأ فيزيائي؟؟؟

بكل تأكيــــــــد

فالمبدأ الفيزيائي نراه كل يوم، فيا ترى ما هو سر اللون وطريقة توزيعه..

وهو السبب أيضا في سهولة وجود الكثير من الميادين الصناعية.

.
.
.
.
.
قطرة الماء تأخذ زوايا مختلقة مع الدعامة الموضوعة فوقها، على حسب طبيعة السطح، تعرجاته (roughness)...حسنا قد أعطيكم لمحة بسيطة عن هذا الأمر لمن يجهله قبل التوجه إلى صلب الموضوع...

إذا وضعنا قطرة ماء فوق سطح أو دعامة، فإنها تأخذ زوايا عديدة على هذا السطح

http://img341.imageshack.us/img341/2003/gttd.jpg

إذا كانت الزاوية صغيرة، فإننا نقول أن قطرة الماء تبلل السطح مثلما هو موضح في الصورة أعلاه

عادة عندما نحضر سلطة ونكثر من الزيت (حال الطباخين السيئين وليس الطباخات)نرى قطرات الزيت بارزة على سطحها

http://img441.imageshack.us/img441/6396/sldzt.jpg

وعلى نفس السطح قد نرى قطرات من الماء، لكنها لا تكون بنفس الشكل مثلما هو لقطرات الزيت.

بصورة أوضح، نرى في الصورة التالية وضعية قطرتين من الماء والزيت على سطح دعامة، حيث على يمين الصورة قطرة زيت، أما على يسارها قطرة ماء، ونرى الأمر تأكيدا لما قيل سابقا أي أن الماء يبلل سطح الدعامة أكثر مما هو للزيت

http://img573.imageshack.us/img573/9114/gtdhl.jpg

وهو ما يظهر أيضا في الزاوية المصنوعة من كل منهما مع الدعامة ودائما على يمين الصورة قطرة الزيت وعلى يسارها قطرة الماء

http://img254.imageshack.us/img254/6397/geha.gif

يعود هذا إلى التوتر السطحي للماء والزيت وطاقة السطح للدعامة (لا تشكل عاملا مؤثرا في المقارنة بما أننا استعملنا نفس السطح لمائعين مختلفين) طاقة السطح هذه، تُحسب بعدة طرق منها نيومان ، طريقة أووان و فاندت.

طبعا أسهل مثال لهذا هو المعطف الذي تلبسه في فصل الشتاء من أجل عدم استعمال المظلة في حالة سقوط الأمطار

http://www.lebrasseur-moto.com/images/user/www.lebrasseur-moto.com/products/bmw-veste-comfortshell-homme.jpg

حيث تستعمل مواد ذات طاقة سطح ضعيفة، مما يؤدي إلى عدم تبليل الماء للمعطف الذي سيصنع زاوية أكبر من 90 درجة مع سطح المعطف

لمعلومات أكثر حول هذا الأمر، تجدونها في موضوع سابق (في لب الموضوع أو من خلال المناقشة التي كانت مع الأستاذة bero)

http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=57176 (http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=57176)

لكن ما السر إذن وراء هذه البقعة ؟ .

http://img522.imageshack.us/img522/2294/cbtch.jpg

حسنا، في الشكل الموالي نلاحظ قطرة القهوة مباشرة بعد سقوطها على الأرض، ثم بعد مدة دقيقتين من سقوطها (باللون الأصفر)

http://img207.imageshack.us/img207/4872/esartt.gif

أي أن قطرة القهوة تبدأ في التبخر، لكن ليس بطريقة متوازنة على كل السطح:

سرعة التبخر تكون أسرع في الأطراف منها في الوسط !

إذا سألتم لماذا، ستجدون أن وراء هذه الظاهرة أمرا منطقيا سيتجلى لكم أيضا...

http://img191.imageshack.us/img191/2231/eecm2.gif

التبخر يكون في الأطراف أسرع من الوسط لأن مساحة سطح القطرة الملامسة للهواء في الوسط تكون أكبر منها في الأطراف مما يؤدي إلى ضعف في التبخر فيها، وعندما تكون القطرة ذات انحناء كبير بسبب طاقة السطح (قد أعطيت نبذة عنها في المقدمة في مثال معطف الشتاء) فإن التبخر في الوسط سيكون أضعف عنه في الأطراف!!!

التبخر إذن في الأطراف أعلى من التبخر في الوسط. سمك السطح الذي يمثل الأرض هو محفوظ وثابت(أي أن الدعامة لا تمتص الماء) مما يدفع قطرة القهوة إلى فقدان سمكها بسرعة في وسطها و السائل الذي يكون موجودا في الوسط ينتقل إلى الأطراف.....أظن أن الصورة قد اصبحت واضحة لديكم: جزيئات القهوة تنتقل إلى الأطراف وهو الموضح في الفيديو التالي

http://www.youtube.com/watch?v=r9b6JI8tVY0

وفي النهاية نرى بعد تبخر السائل أن :

اللون في الأطراف يكون بارزا أكثر منه في الوسط

وكما وعدتكم باحظار المقال الذي أقيمت الدراسة حوله عام 1997 ، هو موجود في المرفقات وتجدون فيه أكثر تفاصيل مما ذكرته وظواهر متعلقة مع تجارب أقيمت لاثبات هذا... وكما تعلمون، مجلة Nature هي أكبر مجلة في العالم يمكن أن ينشر فيها أي باحث ... وان إطلعت على بحث أنه منشور في هذه المجلة..فاعلم بكل تأكيد أن مكانته كبيرة

مطالعة ممتعة لمن شاء أن يطلع عليه...

ووفقكم الله لما فيه خير لأمتنا

والسلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته

الحارث

20-01-2011, 11:09

بالانتظار بارك الله فيك
.
.
.

لودي*

20-01-2011, 13:50

كلنا بشوق ننتظر معرفة السر

بارك الله فيك أستاذنا

حكاية مبدأ

20-01-2011, 14:17

.
.

بالانتظــآر /

khaled1966

20-01-2011, 20:54

أرى أن يكون هناك نقاش حول المبدأ قبل أن تضع التوضيح أخي الكريم الكنج

الغيمة الصافية

20-01-2011, 23:13

أتشوق لمعرفة السبب
ولكنني أتوقع بأن للتوتر السطحي علاقة بذلك!!!!!!!!!!!

kingstars18

20-01-2011, 23:21

شكرا لك وبارك الله فيكم

سأضعه غدا ان شاء الله، فقط أنتظر توفر الوقت

أتشوق لمعرفة السبب
ولكنني أتوقع بأن للتوتر السطحي علاقة بذلك!!!!!!!!!!!

توقع في محله

kingstars18

20-01-2011, 23:29

للعلم هناك مقال منشور على ما أظن في مجلة كبيرة جدا هي مجلة Nature في عام 1997 تقريبا ويعتبر أول دراسة لبقعة القهوة هذه...على العموم الدراسة لم تكن على بقعة القهوة، لكن يمكن أن نعتبرها محاكاة. فالدراسة إذن جديدة نوعا ما وهي هامة جدا في الميدان الصناعي.

لعلني أضع هذا المقال أيضا ان وجدت معلومات عن volume والصفحة ان شاء الله.

نفح الطيب

21-01-2011, 00:24

نننتظر ليبطل العجب بمعرفه السبب !!

شيخه الزين

21-01-2011, 00:27

اللهم صل على محمد وعلى آله وصحبه أجمعين

بالانتظااار :)

بنت المدينة

21-01-2011, 00:30

سبحان الله وبحمده سبحان الله العظيم
انتظر لمعرفة السبب

الطموح

21-01-2011, 01:10

فالمبدأ الفيزيائي نراه كل يوم، فيا ترى ما هو سر اللون وطريقة توزيعه..

وهو السبب أيضا في سهولة وجود الكثير من الميادين الصناعية.

لا أعلم لما خطر في بالي للوهلة الاولى هو ترتيب الذرات بشكل بلوري معين اعطى بقعة القهوه هذا الشكل الخارجي ,,,
والبلورات لها مجالات واسسعه في الدراسه والصناعه بل وفي حياتنا كلها ,,,

ولربما تأثيري بتخصص الماجستير الذي ادرسه حاليا لها اكبر الاثر ,, فأصبحت ارى العالم عباره عن بلورات وترتيب ذري متناسق ,,,

سبحان الله ,,,

شآآآآآكره لك استاذي الكريم ,,, دائما تستنفر تفكيرينا ,,,
بإنتظار التفسير بكل شووووق ,,,

*الزعيم*

21-01-2011, 01:11

في انتظارك أستاذنا الفاضل....

تساؤل !

21-01-2011, 11:49

في الانتظار ~

kingstars18

22-01-2011, 00:38

بارك الله فيكم

تم تحديث المشاركة الأولى

om3mr

22-01-2011, 18:58

شرح رائع ووافي كما عودتنا جزاك الله خيرا

الحارث

22-01-2011, 19:42

بارك الله فيك وجزاك خيرا

لكن عندي سؤال أنت ذكرت أن سرعة التبخر عند الأطراف أسرع من الوسط

سرعة التبخر تكون أسرع في الأطراف منها في الوسط !

لكن في الاقتباس التالي ذكرت العكس
فهل حدث عندي التباس في الفهم

.التبخر يكون في الوسط أسرع من الأطراف لأن مساحة سطح القطرة الملامسة للهواء في الوسط تكون أكبر منها في الأطراف، وعندما تكون القطرة ذات انحناء كبير بسبب طاقة السطح (قد أعطيت نبذة عنها في المقدمة في مثال معطف الشتاء) فإن التبخر في الأطراف سيكون أضعف!!!

مشكوووووور والله يعطيك الف عافيه

kingstars18

22-01-2011, 19:45

شكرا لكم وبارك الله فيكم

أستاذة الحارث لم يحدث لك إلتباس وكان هناك خطأ في صياغة الجملة وتم تعديلها

إذا كان هناك أي جانب غير واضح، تفضلي.

السهم الفيزيائي

22-01-2011, 19:47

شكــــــراً جزيـــــــــــــلاً شرح وافي..

bero

22-01-2011, 20:29

جزاك الله ألف خير...

حقيقة الشرح تام ووافي ورائع كذلك...

فقط من فترة كنت ابحث عن طاقة السطح وحسابها وتوصلت من خلال البحث أنها تختلف بإختلاف درجة الحرارة برغم أن دالة حسابها لا تحتوي على معامل الحرارة.. والطاقة السطحية للسوائل لها معادلة يونج وهي اصطلاحا تعتبر كالتوتر السطحي..

فإن كان السطح لا يمتص الماء كما ذكرت مثالا المعاطف الخاصة بالمطر نجد أن زاوية التماس لقطرة الماء تكون أكبر بخلاف السطوح قليلة الامتصاص اي كلما زاد الامتصاص للماء كلما قلت الزاوية وتكون القوى السطحية أكبر.. وتختلف الزاوية بإختلاف السطح ان كان أملسا أو خشنا وكل ذلك يؤثر على زاوية التماس..

بالإطلاع السريع والسطحي على المقال يبدو جميلا جدا سأحاول قراءته بعناية وسأضع تساؤلاتي عنه ان وجدت...

هل لك أن تضع توضيحا رياضيا بسيطاً فقط لطريقة نيومان أو أوان وفاندت لأني لا اعرف الا طريقة يونغ وأود معرفة الاخريين أو اكتب لي اسمهما باللغة الانجليزية ان كان بالإمكان وسأبحث عنهما وأضعهما هنا ان شاء الرحمن لمن اراد الاستزادة..

وجزاكم الله ألف خير...

محمد الحفظي

22-01-2011, 21:03

الله يجزاك خير
شرح كافي ووافي

الحارث

23-01-2011, 00:05

شكرا لكم وبارك الله فيكم

أستاذة الحارث لم يحدث لك إلتباس وكان هناك خطأ في صياغة الجملة وتم تعديلها

إذا كان هناك أي جانب غير واضح، تفضلي.

شكرا لك كل شيئ واضح
بارك الله فيك وجزاك كل الخير

kingstars18

23-01-2011, 00:56

kingstars18

23-01-2011, 01:05

zisman

kingstars18

23-01-2011, 01:13

owens_wendt

kingstars18

23-01-2011, 01:42

كما ترين بما أنه كان لي الخيار فقد اخترت أسهلهما من ناحية الوقت...على العموم إذا كان لديك أي تساؤل خاصة حول zisman و owens-wendt تفضلي بما أنه سبق لي العمل عليهما عمليا

ملاحظة: العمل على هذين الطريقة يستلزم القيام بحساب زاوية الإلتماس مع سائلين أو ثلاث مع عدة قياسات( من أجل ecartype) لهما/ لهم توتر سطحي مختلف.

فإن كان السطح لا يمتص الماء كما ذكرت مثالا المعاطف الخاصة بالمطر نجد أن زاوية التماس لقطرة الماء تكون أكبر بخلاف السطوح قليلة الامتصاص اي كلما زاد الامتصاص للماء كلما قلت الزاوية وتكون القوى السطحية أكبر.. وتختلف الزاوية بإختلاف السطح ان كان أملسا أو خشنا وكل ذلك يؤثر على زاوية التماس..

جميل جدا، تلخيص رائع

فقط من فترة كنت ابحث عن طاقة السطح وحسابها وتوصلت من خلال البحث أنها تختلف بإختلاف درجة الحرارة برغم أن دالة حسابها لا تحتوي على معامل الحرارة.. والطاقة السطحية للسوائل لها معادلة يونج وهي اصطلاحا تعتبر كالتوتر السطحي..

بالنسبة لدالة حساب طاقة السطح، لم أفهم قصدك (فهمت أن ذلك صالح لكل السطوح وهو الغير الممكن؟؟؟)، هل لك وضعها؟ يعني كما ترين في الملفات التي وضعتها، أن طريقة Zisman لا تأخذ بعين الإعتبار polar interactions بين السطح كالسيراميك والمعادن مثلا والسائل كالماء والكحول ...وهو ما نتفداه باستعمال نموذج Owens-Wendt...أظنني لم أفهم قصدك!!!

بالنسبة لدرجة الحرارة تعتمد بكل تأكيد، بعد أن تطلعي على شرح newman سترين أن contact angle سيتغير بمرور الزمن أي في وضعية dynamic، كما أن درجة الحرارة تؤثر بكل تأكيد ختى وان لم تجديها في المعادلة، فلو أخذنا مثلا بوليمير مثل "البولي أميد 6" الذي لديه Tg هي 52 درجة مئوية، فلو عملت قياس لزاوية الإلتماس عند هذه الدرجة للماء على سطح البولي أميد 6 فإنها بكل تأكيد ستتغير لتغير طبيعة السطح حيث ستنقص طاقة السطح وهناك علاقة رياضية بالنسبة للبوليمير لهذا الأمر، ، وهكذا دواليك لبقية المواد، وبالتالي هذا يعتمد على طبيعة السطح الذي تعملين عليه.

الحارث

23-01-2011, 10:53

بارك الله فيك وجزاك كل الخير

bero

23-01-2011, 13:32

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

طريقة Zisman لا تأخذ بعين الإعتبار polar interactions بين السطح كالسيراميك والمعادن مثلا والسائل كالماء والكحول

هذا ما قصدته بالضبط...

سأطلع على الملفات جميعا بتمعن ان شاء الله ولي عودة سريعا بإذن الله..

بارك الله فيك... تم تحميل كل الملفات وبالإطلاع السريع أوضحها وأفضلها owens_wendt لكن لا استطيع الحكم بشكل نهائي الا بعد الاطلاع الجيد..

kingstars18

23-01-2011, 13:37

وهو كذلك

kingstars18

23-01-2011, 13:38

بارك الله فيك وجزاك كل الخير

وفيك بارك الله...جزيت خيرا

kingstars18

23-01-2011, 13:41

حيث ستنقص طاقة السطح

وبالتالي تزيد زاوية الإلتماس

*الزعيم*

23-01-2011, 13:51

بارك الله فيك أستاذنا الفاضل
ونفع بك...

kingstars18

23-01-2011, 13:57

وفيك بارك الله أستاذ الزعيم..جزيت خيرا

اميره الالماس

23-01-2011, 22:57

جزاك الله خيرا
معلومه مفيده......

نفح الطيب

24-01-2011, 00:11

بارك الله فيك أستاذنا

تساؤل !

24-01-2011, 10:03

مذهل !!

كان في تخميناتي شي من الصحة ^^

شكرًا على الموضوع

kingstars18

24-01-2011, 22:06

شكرا لكم

وجزيتم خيرا

ولاء الحكمي

25-01-2011, 01:51

بآرك الله فيكم ..~

bero

25-01-2011, 12:46

بالنسبة لطريقة newman فهي غير مباشرة وتكون دراسة مع الزمن للزاوية المصنوعة مع السطح

هنــــا (http://www.4shared.com/file/oqJ-fVnQ/newman.html)

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

من قراءتي للملف المرفق وجدت الآتي:

زاوية التماس لقطرة على سطح أفقي صلب له خصائص مناسبة تحسب من معادلة يونج:

http://dc02.arabsh.com/i/02592/2rabk3j6ps0j.jpg

Ysv الطاقة بين السطحية للصلب - بخار (غاز)

Ysl الطاقة بين السطحية للصلب - سائل

Ylv الطاقة بين السطحية للسائل - بخار (غاز)

http://dc03.arabsh.com/i/02592/p53ilu7srmbl.jpg زاوية التماس عند الإتزان

شكل القطرة عند الإتزان الذي يكون تحت تأثير كلا من التوتر السطحي والجاذبية يمكن حسابه من جداول Bashforth و Adams.

هندسة القطرة أساس لدراسة زاوية التماس الحركية.
وانتشار القطرة مشابه لإنتشار جزء من جسم كروي ولهذا السبب أغلب نماذج انتشار التيار يُجسّد تقريب لهذا الجزء من الجسم الكروي.

عرض Schonhorn بيانات لنظام Elvax 220 على الألمنيوم والذي يرينا بأن قطر القطرة (r) كان دالة شاملة لزاوية التماس بشكل تقريبي جدا بـ :

http://dc05.arabsh.com/i/02592/xis1iu07hq28.jpg

والذي يتبع هندسية جزء الشكل الكروي.
V الحجم الثابت للقطرة المنتشرة.

اقترح Newman بأن زاوية التماس يمكن أن ترتبط بشكل مباشر بالزمن من العلاقة:

http://dc03.arabsh.com/i/02592/h3ec7ku00cq5.jpg

حيث a و c كانت ثوابت تجريبية..

amaal

25-01-2011, 16:06

رائع بارك الله فيك

kingstars18

26-01-2011, 07:12

شرح جميل

شكرا لك استاذة bero وبارك الله فيك

mafia

29-01-2011, 11:05

عجييييب أشكرك على المعلومات الشيقة و الراائعة

kingstars18

30-01-2011, 13:11

شكرا لك أستاذة mafia

وبارك الله فيك

حراريه

02-02-2011, 03:25

بارك الله فيك