ملتقى الفيزيائيين العرب - وضع الجميلي ثلجا في الماء فلم يتغير المستوى ...لكن المتفيزق وضع بوظة فاختلف الأمر!!!

ملتقى الفيزيائيين العرب (http://www.phys4arab.net/vb/index.php)

- منتدى الفيزياء المسلية. (http://www.phys4arab.net/vb/forumdisplay.php?f=3)

وضع الجميلي ثلجا في الماء فلم يتغير المستوى ...لكن المتفيزق وضع بوظة فاختلف الأمر!!!

لقد أتحفنا السيد الجميلي بسؤال جميل حول كوب ماء به قطع من الثلج ... وطلب الزمن الذي ينقضي حتى يرتفع منسوب الماء بمقدار معين وذلك عند تمام انصهار الثلج واختلاطه بالماء...
كانت الإجابات طبعا بأنه لن يزداد أبدا والسبب أن الثلج يتحول إلى ماء له نفس الوزن ... ومن خلال قاعدة أرشميدس فإن الحجم المزاح هو نفسه حجم الثلج بعد الانصهار ...
كلام جميل ...
لكن نود أن نطرح التالي...
ماذا لو كان على سطح الماء قالب من البوظة أو الزبدة أو نحو ذلك مما ينصهر في درجات الحرارة العادية (دعنا نعتبر للتسهيل أن الماء ساخن بحيث يساعدنا في عملية الانصهار)؟؟؟؟؟
سنفكر في الأمر ...
إن وزن الماء المزاح بالجزء المغمور من البوظة أو قطعة الزبد يساوي تماما وزن الجسم الطافي جزئياً ...
هذا صحيح ... والأن يبدأ الجسم في الانصهار ونتوقع كذلك أن يظل مستوى الماء مع السائل الطافي هو هو ... أليس كذلك؟
لا يا صديقي لن يظل كما هو ... فأين مكمن المشكلة ؟
المشكلة أن الثلج عندما يتحول إلى ماء يصبح حجمه تماما مثل الحجم الذي احتجزه الثلج قبل الانصهار وذلك لأن الثلج أقل كثافة من الماء (وهذه خصيصة فريدة للماء على غيرة) ولذا يظل مستوى الماء ثابتا
أما في حالة البوظة مثلا فهي أخف من الماء سواء كانت بالشك الهلامي أو السائل وكذا الزبدة ...ولذلك فإن الحجم يظل كما هو ... وبما أن الجزء الأكبر من الحجم طاف فوق الماء فإن انصهار هذه المواد باعتبار أن السكر والمكونات الاخرى لا تذوب في الماء طبعا ... سوف يطفو على السطح بحجم أكبر ولذا سوف يزداد الحجم الكلي الذي يشغله السائلان معا وبذلك ... سوف يندلق بعض السائل ربما على الأرض...

ومثل هذه المناقشة تكون لطيفة حينما تتحدث عن شيء كالفلين مثلا والذي يطفو طفوا كاملا فهل إذا انصهر جدلا سيزداد الحجم أم لا؟؟؟ بالطبع نعم ...
وماذا لو كان لدينا جسم يعوم في الماء (يعني كثافته مساوية للماء تماما) ... هذا لن يؤثر في الموضوع طبعا...
وماذا لو كان لدينا جسم يسقط في القعر (يغوص) ... فهذا أيضا لا يؤثر في القضية ...
إما في حالة الطافي جزئيا ... فغير الثلج لن يكون معه إجابة الأحجية بأن السائل لن يتغير مستواه ... أعيد مرة أخرى ...فقط في حالة الثلج سيظل مستوى الماء في الكوب ثابتا أما دون الثلج فسوف يتغير معه مستوى الماء إذا انصهر الجسم الطافي جزئيا...
لكم التحية...