أخبار عاجلة
الرئيسية » سؤال وجواب » ظاهرة التكهف .. لماذا يصدر عن الماء صوتا قبل ان يبدأ في الغليان؟

ظاهرة التكهف .. لماذا يصدر عن الماء صوتا قبل ان يبدأ في الغليان؟

لماذا يصدر عن الماء صوتا قبل ان يبدأ في الغليان؟
لماذا يصدر عن الماء صوتا قبل ان يبدأ في الغليان؟

هل سمعت عن عملية التكهف cavitation انها المسؤولة عن حدوث ضجيج عالي للماء قبل ان يبدأ بالغليان. لتتعرف عن التفاصيل تابع ما يحدث.

عندما تقوم بعمل فنجان قهوة او الاستعداد لتجهيز الطعام فان غلي الماء يعد امرا اساسيا في هذه الامور. نقوم عادة بوضع الماء في وعاء ونغطيه ونضعه على اللهب وبعد مرور فترة من الزمن نسمع صوت ضجيج للماء عندها ندرك ان الماء قد وصل لمرحلة الغليان! مهلا هل فكرت في ما سبب صدور صوت للماء قبل ان يغلي؟

نعلم ان الماء في الظروف القياسية يغلي عند درجة حرارة ١٠٠ درجة مئوية، لكن ما الذي يحدث بالتحديد عند هذه الدرجة حتى يجعل الماء يغلي؟ عند درجة الحرارة هذه تكتسب جزيئات الماء طاقة كافية من اللهب لتتحرر من روابطها التي تمسكها بعضها ببعض.

عندما يسخن الماء في قاع الوعاء يدخل الهواء في الماء في صورة فقاعات، وبعد ان تصبح كل فقاعة بحجم محدد تتحرك من الاسفل إلى الاعلى. تساهم هذه الفقاعات بشكل جزئي في الصوت الناتج عن الماء قبل الغليان. بالرغم من ان هذا الصوت منخفض جدا ويصل تردده إلى ١٠٠ هيرتز الا انه يساهم بشكل جزئي في الصوت الصادر.

مهلا ليس هذا هو السبب في الصوت الصادر عن الماء!

اثناء مرور الفقاعات الهوائية من اسفل الوعاء إلى الاعلى فانها تنتقل من مناطق ذات درجة حرارة مرتفعة إلى درجة حرارة منخفضة كثيرا. هنا تفقد الفقاعات مقدار كبير من طاقتها وتنهار. عندما تنهار الفقاعة الهوائية فانها تتلاشى وتترك تجويفا، الماء حول الفقاعة يصطدم بنفسه كما لو انه تعرض لصفعة وتعرف هذه العملية بالتكهف cavitation وهي المسؤولة عن الصوت الصادر عن الماء قبل الغليان وهي عملية لها اثار تدميرية في الطبيعة.

 

Cavitation.244104504_std
مراحل عملية التكهف التي تتعرض لها فقاعة ماء

 

محاكاة لتكهف فقاعة

مع استمرار تسخين الوعاء يصبح حجم الحبيبات اكبر وتنهار بشكل اقوى حتى تصبح ساخنة بدرجة تمكنها من الوصول لسطح الماء. عند هذه النقطة تتحرك الفقاعات حتى السطح ويخمد الضجيج. وعندما يبدأ البخار في الخروج من الماء يتوقف الضجيج ولهذا السبب عندما يبدأ الماء في الغليان يصبح صوته اكثر هدوءا وذلك لان عملية التكهف قد توقفت.

بكل تأكيد تعودنا على سماع صوت الماء على اللهب بشكل اعتيادي وقد اصبحنا على خبرة ودراية بصوت الماء حتى اننا نعلم انه على وشك الغليان حتى بدون النظر له بمجرد ان نسمع التغيرات في الصوت الصادر عن الماء على اللهب. الا اننا كفيزيائيين ندرس كل ظاهرة ونستفيد منها وبالفعل ظاهرة التكهف تستخدم في كثير من الطبيقات الطبية فهي تستخدم في تفتيت الحصى وكذلك في عمليات التجميل وازالة الدهون الزائدة في الجسم ولها تطبيقات عسكرية وهندسية ايضا كما انها مسؤولة عن تلف محركات السيارات في بعض الاحيان.

تعليقات

تعليقات

عن الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر - غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي | ومركز الترجمة العلمي | وقناة الفيزياء التعليمي على اليوتيوب | ورئيس تحرير مجلة الفيزياء العصرية | Email [email protected]

تفضل بزيارة صفحتي
تصفح كل مقالاتي

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Powered by themekiller.com