چگالی +کاربردهای آن در زندگی روزمره
چگالی چیست؟
سر کلاس از بچهها پرسیدم اگر بخواهید چگالی را به زبان ساده بدون فرمول برای یک کودک توضیح دهید چه میگویید:
– جرم به حجم
گفتم: این که نشد زبان ساده، سادهتر. فکر کنید جرم و حجم هم نمیشناسد.
– خانم میگیم برو از مامانت بپرس
– خانم میگیم بزرگ میشی میفهمی
– میگیم اگر یه چیزی رو بندازی توی آب و بره داخل آب، یعنی سنگینتره پس چگالیش بیشتره
در هیاهوی جوابهای بچهها یادم آمد سوالی در پیکشادیهای دوران دبستانمان سوالی داشتیم که یک کیلو آهن سنگینتر است یا یک کیلو پنبه؟
یادم نمیآید آن زمان اصلن مفهوم چگالی را میدانستم یا نه. جوابی که به سوال دادم یک کیلو آهن بود؛ جوابی که به درک من از مفهوم سبکی و سنگینی جسم برمیگشت.
بعدها این مفهوم با کمک کلمهی «تراکم» در ذهنم قوام بیشتری یافت. بارها از رسانههای مختلف شنیده بودم که تراکم جمعیت یک شهر نسبت به شهر دیگری بالاتر است. یعنی تعداد آدمهای بیشتری در فاصلهی کمتری از هم قرار دارند.
با این حساب دانستم تراکم ذرات آهن بسیار بیشتر از پنبه است. یعنی آهن چگالتر است.
حالا اگر از ما بپرسند یک کیلوآهن سنگینتر است یا یک کیلو پنبه، جواب همان آهن است. فضا و حجمی که یک کیلو پنبه اشغال میکند بسیار بیشتر از حجمی است که همان یککیوگرم آهن دربرمیگیرد. آهن متراکمتر و چگالتر است.
اما اگر بپرسند «جرم یک کیلو پنبه بیشتر است یا یک کیلو آهن؟» جرم هر دو برابر و یک کیلوگرم است.
کاربردهای چگالی در زندگی روزمره
– چگالی، فوت و فنی برای جداسازی
پدربزرگم کشاورز بود. سالهای اول کودکیم، فصل دروی گندم که میشد، پدرم ما را با خود همراه میکرد و به روستا میبرد تا به پدرش کمک کند. یکی از کارهایی که پدرم انجام میداد، «شنَ کردن» بود یا همان «بوجاری».
از نزدیک ظهر به بعد که باد ملایمی شروع به وزیدن میکرد، دانههای گندم را با کمک چنگکی که به زبان محلی به آن «شَن» میگفتند، به هوا پرتاب میکردند و در مسیر وزش باد قرار میدادند تا پوستههای گندم که سبکتر بود، همراه باد کمی دورتر بروند و دانهی گندم که سنگینتر بود، همانجا جلوی پایشان به زمین بیفتد. این شیوهای بود که آنها برای جدا کردن پوسته از دانهی گندم استفاده میکردند.
آن ظهرهای گرم تابستان دوغ خنک خیلی میچسبید. مادربزرگم ماستی را که روز قبل درست کرده بود همراه آب و یخ درون مَشک میریخت، آن قدر مَشک را تکان میداد تا آب و ماست ترکیب شوند و دوغ فراهم آید و کَره که سبکتر از آب بود سر دوغ خنک جمع میشد. بعد با دست کَرههای محلی خوشمزه را از سر دوغ جمع میکرد برای صبحانهی فردا. دوغ تازه را هم با گیاهان کوهی آماده میکرد برای سفرهی ناهار.
این خاطرهی دور را وقتی یاد افتاد که مادرم قصد داشت خاکشیر خنک برایمان درست کند. روی خاکشیرها دو لیوان آب ریخت. چندبار با فاصلههای زمانی، آب سر خاکشیر را که مثل صافی برگ و خاشاک اضافه را به دامن گرفته بود خالی کرد. برگ و خاشاک سبکتر بودند و روی آب میآمدند و دانههای خاکشیر که سنگینتر بودند، کف ظرف قرار میگرفتند.
چگالی مفهومی نبود که آنها شنیده باشند یا در مدرسه دربارهاش خوانده باشند. تجربه بود که به آنها آموخته بود که یکی از روشهای جداسازی مواد از یکدیگر، توجه به سبکی و سنگینی آنهاست.
– چگالی در ضربالمثل
شنیدید به آدمهای موذی و حیلهگر «آب زیر کاه» می گویند؟ تا حالا فکر کردید چه داستانی پشت این ضربالمثل است؟ اول ببینیم چرا «آب زیر کاه» نه «کاه زیر آب»؟
کاه از آب سبکتر است یا به عبارت علمیتر چگالی کاه از آب کمتر است و از طرفی همچسبی مولکولهای آب در سطح باعث ایجاد کشش سطحی میشود، این دلایل سبب میشود کاه روی سطح آب شناور بماند.
حالا این پدیدهی طبیعی چرا تبدیل به ضرب المثل شد؟ در گذشته یکی از حیلههای جنگی این بود که خندقهایی اطراف شهر و روستا یا مزارع حفر و آنها را پر از آب میکردند، روی آن را با کاه به شکلی کاملا طبیعی میپوشاندند، طوری که کسی تصور نمیکرد که زیر آن کاهها آب باشد، به این ترتیب مانعی طبیعی سر راه سپاه مقابل ایجاد میکردند. در نتیجه حریف با تصور عبور از یک سطح پوشیده از کاه، داخل خندق گیر میافتاد.
آبی که به واسطه سنگینی(چگالی زیاد) و ویژگی همچسبی مولکولی در سطحِ خودش زیر کاه پنهان میماند کنایه از کسی است که با ظاهری خیرخواه قصد دارد اعتماد دیگران را به خودش جلب کند ولی در نهان، در صدد ضرر رساندن و گرفتار کردن افراد است.
به قول صائب تبریزی: «خطر در آب زیر کاه بیش از بحر میباشد من از همواری این خلق ناهموار میترسم»
– غرق شدن به خاطر چگالی
یادم است در کارتونها و فیلمهای دوران کودکی دیده بودم که شخصیتی از فیلم که در دریا غرق میشود چند وقت بعد جسدش به ساحل دورتری برمیگردد. با خودم فکر میکردم دریا آدمهایی که شنا بلد نیستند را میخورد و بعد از چند روز که دید از مزهاش خوشش نمیآید آنها را بالا میآورد. از شنا کردن میترسیدم. گاهی خواب میدیدم داخل آب افتادم و نمیتوانم نفس بکشم و آب دور گردنم را میفشارد و من را با خود به عمق میبرد و با تنگی نفس از خواب میپریدم. بعدها توانستم در حد آماتور شنا کنم و با تمرین تنفس صحیح خودم را روی آب نگاه دارم.
واقعیت این است که چگالی بدن ما کمی از آب بیشتر است (البته بستگی دارد آب شور باشد یا شیرین) پس انتظار داریم وقتی شنا بلد نیستیم توی آب غرق شویم.اما اگر شنا بلد باشیم می توانیم بیرون از آب نفس بکشیم و ششهای خود را دائم پر از هوا کنیم. افزایش هوای داخل ششها حجم بدن را افزایش میدهد و چگالی آن را کم می کند و می توانید روی سطح آب شناور بمانید. این راز غرق نشدن بود.
اما وقتی یک شخص بیتجربه به هر دلیلی وارد آب می شود و شنا بلد نیست، نمی تواند بیرون از آب نفس بکشد، تقلا و دست و پا زدن باعث می شود تمام هوا را از ریههایش خارج و با آب پر شود. این اتفاق چگالی بدن رو افزایش میدهد وبدن در آب فرو میرود و غرق میشود.
حالا چرا دریا آن آدم غرق شده را بالا میآورد؟
پس از مرگ بدن شروع به تجزیه میکند آنزيمها و ارگانيسم داخلی فعاليت تازهای را شروع میكنند و به تدريج بافتهای نرم بدن را به مايعات و نمكها و گازها تجزيه میكنند اين گازها بیشتر:سولفيد هيدروژن،متان،دی اكسيد كربن آمونياک و هيدروژناند و در بدن جمع میشوند و چگال جسد را رفته رفته كم میكنند تا جايی كه چگالی بدن كمتر از آب میشود و به روی آب میآید. تولید این گازها در بدن انسان به عوامل دیگری هم بستگی دارد،بنابراین مدتی طول می کشد تا جسد روی آب شناور شود. به همین دلیل اگر شخصی در رودخانه یا دریا غرق شود،جسدش در جایی دور پیدا میشود. اگر شخصی با صورت داخل آب بیفتد، ممکن است مدت بیشتری روی آب شناور بماند،چون هوای موجود در ریههایش فرصتی برای فرار نخواهد داشت.
دیدگاهتان را بنویسید