إذا كانت القطط تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فهل نعتبرها من السوائل؟
إذا كانت القطط تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فهل نعتبرها من السوائل؟

إذا كانت القطط تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فهل نعتبرها من السوائل؟ حسبما قد ذكر انا اصدق العلم ينقل لكم موقع مانشيت محتوي خبر إذا كانت القطط تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فهل نعتبرها من السوائل؟ .

مانشيت - يمكننا تعريف السائل بأنه الشيء الذي يتخذ شكل ما يوضع فيه، أثبتت الدراسة الآن أنه – وفي ظروف معينة – ينطبق هذا التعريف على القطط أيضًا.

هذه الملاحظة التي قد تظهر متناقضة تشمل صديقنا من عائلة السنّوريات انتشرت على الإنترنت منذ سنوات، لقد جعلني هذا السؤال أضحك عندما قرأته للمرة الأولى ومن ثم فكّرت في إعادة صياغة الأمر للوقوف على أهم الإشكاليات التي تواجهنا بينما ينفرد بعلم السوائل الذي يدرس تغيير شكل وتدفق السوائل.

وقد فازت دراستي عن القطط بجائزةIg NobelPrize في الفيزياء للعام 2017. وتقدم هذه الجائزة كل سـنــــة بواسطة منظمة Improbable Research وهي منظمة تعنى بالعلوم والفكاهة، من خــلال تسليط الضوء على أبحاث علمية تثير ضحك المطلعين عليها للوهلة الأولى ومن ثم تجعلهم يعيدون التفكير في الأمر ولهذا يقام إحتفال خاص بالجائزة في جامعة هارفورد من كل سـنــــة.

ما هو السائل؟

تنبثق الحركة من مضمون هذا التعريف، فهي المادة القادرة على اعتماد شكل القالب الموضوعة فيه وتحدث الحركة هنا حسب مدة معينة، ما يعرف في علم السوائل بـ زمن الاستقرار (relaxation time). وما يحدّد أن مادة ما هي سائلة أو ليست سائلة يعتمد بالضرورة إلى مدة مراقبتها سواء كانت هذه المدة أطول أو أقصر من زمن الاستقرار.

وإذا أخذنا القطط على سبيل المثالًا، فالحقيقة هي أنها تستطيع أن تأخذ شكل القالب الموضوعة فيه إذا توفّر الزمن الكافي لذلك، وهكذا فإن القطط من السوائل إذا أعطيناها الوقت الكافي لتصبح كذلك.

وفي علم السوائل، لا تعتبر حالة المادة خاصية ثابتة، ولكن ما يتوجب قياسه هو زمن الاستقرار ما هي قيمته وما هي العوامل المؤثرة عليه. على سبيل المثال، هل يتغير زمن الاستقرار لدى القطط خــلال عمرها؟

وهو ما يعرف في علم السوائل بـ تسييل القوام، هل يمكن أن يعتبر الوعاء أحد هذه العوامل المؤثرة؟ أو هل يتغير ذلك بتغير درجة ضغط القطط؟ أي تغير لزوجة السائل بتغير ضغط القطط, والمقصود هنا الضغط الميكانيكي وليس العاطفي.

رقم ديبورا (Deborah number) والتدفقات الجبلية

يتوقف تحديد حالة المادة على زمنين، زمن الاستقرار و زمن الاختبار وهو الزمن الذي مر منذ أن بدأت المادة بالتحرك داخل الوعاء، بحسب ما تبين لنا من دراسة القطط، فعلى سبيل المثال يمكن أن يكون هذا الزمن الذي مر منذ أن خطى القط داخل الوعاء، وإذا كان ناتج قسمة زمن الاستقرار على زمن الاختبار أكبر من 1، فيمكن اعتبار المادة صلبة نوعًا ما، وأما إذا كان ناتج القسمة أقل من 1 فتعتبر المادة سائلًا.

وهذا ما سمّي برقم ديبورا – Deborah number،وهي كاهنة وقاضية يهودية أعـلمت في الإنجيل حيث أخـبرت أن الجبال (تتحرك) أمام الله وهو ما يمكن تفسيره بأنه خــلال الأزمنة الجيولوجية تتحرك الجبال كالسوائل. أما على المدى الزمني القصير فنستطيع أن نرى الجبال الجليدية وهى تتدفق تدريجيًا.

حتى وإن كان زمن الاستقرار كبيرًا (أيام أو سنين)، يمكن اعتباره تصرف سوائل إذا كان رقم ديبورا ذو ثمن كبيرة بالمقارنة بـ 1. وعلى العكس من ذلك حتى لو كان زمن الاستقرار صغيرًا للغاية (ميللي ثانية) يمكن أن تتصرف المادة كالمواد الصلبة، إذا كانت ثمن رقم ديبورا كبيرةً نسبيًا، وهذا هو الحال عند ملاحظة بالون الماء عندما يتمدد. يعتبر رقم ديبورا ثمن لا وحدة لها، إذ أنه نسبة والنسبة لا يكون لها وحدة تميزها.

وفي العلوم بشكل سـنــــة، يوجد الكثير من الأرقام التي تعبّر عن النسب ونستخدمها لتحديد حالة المادة أو النظام.

قياس سرعة عجين الكعك

بينما ينفرد بالسوائل هناك رقم آخر يشير إلى مدى اختلال السائل في أثناء التدفق، إذا ما كان تدفق السائل سيتسبب بدوامات أو سيتبع الخطوط العريضة للوعاء، وهنا ييسر لنا القول أنه تدفق طبقي.

فإذا كان للسائل سرعة (س) وللوعاء حجم (ج) عمودي على التدفق، عندئذ يتم تحديد سرعة التدرج بـ (س)/(ج)، وبعكس العملية يصبح لدينا المدى الزمني. وبقسمة هذه القيمة على ثمن زمن الاستقرار نحصل على رقم جديد يُصدر عليه اسم من اثنين:

  1. رقم رينولدز – Reynolds number في حالة السوائل التي يهيمن على حركتها القصور الذاتي على سبيل المثال الماء
  2. رقم فايزنبرج – Weissenberg number في حالة المواد المرنة (على سبيل المثال عجين الكعك).

فإذا كانت تلك الارقام كبيرة بالنسبة للرقم واحد، فسيكون في الأغلب التدفق مصحوبًا باضطرابات، وإذا كان أقل من الواحد فسيصبح في الأغلب تدفقًا طبقيًا.

وبطرح سؤال كهذا، حول ما إذا كانت القطط تعتبر من السوائل، تمكّنت من توضيح استخدامات هذه الأرقام في علم دراسة السوائل، وآمل أن هذا الأمر سيضحك الناس ومن ثمّ يجعلهم يفكّرون به بجديّة.

برجاء اذا اعجبك خبر إذا كانت القطط تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فهل نعتبرها من السوائل؟ قم بمشاركتة الخبر على مواقع التواصل الإجتماعي . يمكنك ايضا متابعة كافة الاخبار عن طريق فيسبوك وتويتر .

المصدر : انا اصدق العلم