Channel Description:

Latest Articles in this Channel:

02/09/09--01:04: سوالی درموردبازده (chan 2748163)

سوالی درموردبازده


02/27/09--13:42: چگالي آليا‍‍ژ يامخلوط (chan 2748163)

چگالي مخلوط يا آلياژ چند جسم

نكته: اگر تعدادي جسم به جرمهاي m1 و m2 و m3 و 000 و حجمهای V1 و V2 و V3 و 000 را با يكديگر مخلوط نماييم، در صورتي كه به علت مخلوط شدن حجم تغيير ننمايد و حجم مخلوط برابر مجموع حجم جسمهاي اوليه باشد، چگالي مخلوط از رابطه‌هاي زير بدست مي‌آيد:

مخلوط		اگر جرم و حجم عناصر تشكيل‌دهنده آلياژ مشخص باشد.
مخلوط		اگر چگالي و حجم عناصر تشكيل دهنده آلياژ مشخص باشد.
مخلوط		اگر جرم و چگالي عناصر تشكيل دهنده آلياژ مشخص باشد.

در جدول زير چگالي چند عصر داده شده است جرم حجمي چند عنصر ديگر را به دلخواه وارد كنيد.

چگالي گازها چگالي مايعات چگالي جامدات 1/29 h و I اتانول مس 0/77 آمونياك اتر شیشه 2 کربن دي‌اكسيد گليسرول طلا 0/18 هليم نفت سرب 0/09 هيدروژن آب نیکل 1/43 اكسيژن جيوه پلاتين     نيتروژن نقره     هليم تنگستن         اورانيم         چوب         روي         آهن (فولاد)         آلومينيم         یخ

مثال: 300 سانتي متر مكعب آب را با 100 سانتي متر مكعب از مايعي به چگالي مخلوط نموده‌ايم چگالي مخلوط دو مايع چند گرم بر سانتي متر مكعب است؟ پاسخ:

مثال: 200 گرم از جسمي به چگالي را با 0/15kg از جسم ديگري به چگالي مخلوط مي‌كنيم، چگالي مخلوط را تعيين كنيد. پاسخ:

اگر ظرفي گنجايش m1 كيلوگرم از جسمي به چگالي را داشته باشد و بخواهيم ظرف را از ماده‌اي به چگالي  پر نماييم. جرم مقدار ماده‌اي كه مي‌توان در آن ريخت m2 بوده كه در رابطه مقابل صدق مي‌كند:

مثال: در يك بطري كه گنجايش 13/3gr شير به چگالي را دارد، چند گرم روغن زيتون به چگالي مي‌توان ريخت؟ پاسخ:

نكته: در صورتي كه  يك ماهي به جرم m را وارد سيالي كه در درون ظرف مدرجي قرار دارد نمائيم و حجم از V1 به V2 برسد، چگالي ماهي از رابطه زير به دست مي‌آيد. (رابطه زير در صورتي صحيح است كه ماهي كاملاً در سيال فرو رود.) پاسخ:

مثال: آلياژي 5/1 كيلوگرم جرم دارد. اين آلياژ را در ظرف مدرجي كه محتوي آب است وارد مي‌كنيم، حجم آب به مي‌رسد. چگالي آلياژ را به دست آوريد. پاسخ:

نكته: بعضي از اجسام در اثر تغيير حالت فيزيكي دچار تغيير حجم مي‌شوند، اگر در اين حالت اگر حجم ماده از V1 و  V2 برسد چگالي جسم از به مي‌رسد. در اين صورت در تغيير حالت فيزيكي جرم جسم ثابت مي‌ماند.

مثال: يك متر مكعب آب وقتي كه يخ مي‌بندد حجمش مي‌شود چگالي يخ چند است؟ (هر متر مكعب آب 1000kg جرم دارد و چگالي آبمي‌شود.) پاسخ:




02/27/09--13:53: فشار مايعات (chan 2748163)

روش ساده براي تخليه مخزن‌ها
در يك مخزن آب يا نفت و يا هر مايع ديگر، معمولاً شير در پايين‌ترين قسمت مخزن قرار دارد. وقتي مخزن در زير خاك مدفون شود و يا پايين‌تر از دسترس ما قرار گيرد، استفاده از شير غيرممكن مي‌شود. در صورتي كه به روش ساده‌اي استفاده از آن ممكن است، به شرطي كه هواي فشرده در داخل مخزن انبار شده و سبب بالا آمدن مايع در لوله‌ي داخل آن شود.

طرز كار به اين ترتيب است كه به وسيله درپوش محكمي بايد دهانه مخزن پوشيده شده جلوي تبادل هوا به كلي گرفته شود. همچنين در اين سرپوش بايد دو لوله نصب شود: يكي براي ورود هواي فشرده و ديگري براي خروج مايع. لوله هواي فشرده به سقف مخزن ختم مي‌شود، در صورتي كه لوله خروج مايع بايد تا چند ميليمتري ته مخزن ادامه يابد. همچنين بايستي ورود هوا به داخل مخزن ممكن، اما خروج از آن غيرممكن باشد. هواي فشرده را با پمپ دستي و پمپ برقي مي‌توان تأمين كرد. با اين روش ساده مايعات مختلف از مخزن به سهولت خارج مي‌شوند وكافي است كه شما  فقط شير خروج مايع را باز كنيد تا مايع با فشار بيرون بيايد.

فشار مايعات

سه سوراخ يكسان به ارتفاعهاي متفاوت در بدنه يك قوطي ايجاد كرده، سپس آن را پر از آب كنيد. چه اتفاقي رخ مي‌دهد؟ از كدام سوراخ آب دورتر مي‌ريزد؟ در كدام نقطه فشار آب بيشتر است؟

فشار مايع در يك عمق معين در همه جهت‌ها يكسان است و از رابطه به دست مي‌آيد. فشار كل يك مايع، به فشار خارجي كه بر سطح مايع وارد مي‌شود نيز بستگي دارد.

1- فشار مايع در يك عمق معين در همه جهت‌ها يكسان است: يك مايع تحت فشار به كليه سطوحي كه در تماس با مايع است فشار وارد مي‌كند و شكل سطحي كه با مايع در تماس است در اندازه فشار نقشي ندارد. 2- فشار با افزايش عمق زياد مي‌شود: با افزايش عمق يك مايع، مقدار فشار نيز افزايش مي‌يابد، زيرا وزن ستون مايع بالاي سطح مورد نظر افزايش مي‌يابد. به همين دليل ضخامت ديواره سدها در بخش پائيني آن را خيلي بيشتر از بخش بالايي آن مي‌گيرند تا بتواند فشار بيشتري را تحمل كند. فـشار بـه شـكل ظـرف محتوي آن بستگي ندارد: اگر يك مايع را در چند ظرف با اشكال مختلف وارد كنيم مشاهده مي‌شود كه فشار آن در نقاط هم ارتفاع علي رغم تفاوت در شكل ظرفها يكسان است.

فشار در داخل مايعات
	1- فشار ستون مايع:

فشار ستوني از مايع به ارتفاع كه به لايه زيرين خود وارد مي‌كند از فرمول زير محاسبه مي‌شود: وزن ستون مايع تقسيم برسطح =P بزرگی نیروی وارد به کف ظرف

2- فشار كل درون مايع:
	فشار درون مايع برابر است با مجموع فشار ستون مايع و فشار وارد بر سطح مايع. فشار وارد بر سطح مایع فشار ستون مایع بزرگی نیروی وارد به سطح زیرین مایع

مثال: در محلي كه فشار هوا برابر 95000Pa است، فشار كل را در كف استخر پر از آبي به عمق 3m بدست آوريد. ( آب) پاسخ:

قبلاً متذكر شديم واحد ديگري كه براي فشار بكار مي‌بريم واحد سانتي متر جيوه است.  70cmHg يعني فشار ستوني از جيوه به ارتفاع 70cm  ،كه براي تبديل آن به پاسكال بايد از رابطه استفاده كنيم.

مثال: تعيين كنيد فشار cmHg اولاً معادل چند پاسكال است و ثانياً معادل با فشار چه ستوني از آب است؟ پاسخ:

هر جو يا اتمسفر فشاري است تقريبا معادل فشار ستوني از آب به ارتفاع 10 متر.

مثال: در محلي كه فشار هوا برابر 75cmHg است، ظرفي به عمق 30cm از مايعي به چگالي پر شده است. فشار كل در كف اين ظرف چند cmHg است؟ پاسخ:                                فشار ستون جیوه + فشار هوا = فشار کل

مثال: ارتفاع سطح آب درون مخزن در شكل  نسبت به شير آب بايد چقدر باشد، تا فشار ناشي از آب در سر شير 50 كيلو پاسكال باشد؟ پاسخ: با توجه به رابطه ، فشار ناشي از مايع به شكل ظرف بستگي ندارد. بنابراين داريم:

	نكته: با توجه به رابطه مي‌توان تشخيص داد كه فشار مايعات فقط به جرم حجمي مايع و ارتفاع ستون مايع و شتاب گرانش زمين بستگي دارد و همان طور كه گفته شد به شكل ظرفي كه مايع در آن قرار دارد بستگي ندارد ولي نيرويي كه هر كدام از مايعات به كف ظرف خود وارد مي‌كنند بستگي مستقيم با سطح مقطع ظرف دارد. زيرا:

سطح آزاد مايعات
دو نقطه درون مايع مانند A و B كه روي يك سطح افقي واقعند در نظر مي‌گيريم. چون ارتفاع دو نقطه تا سطح آزاد مايع يكي است پس است.

يعني فشار در تمام نقاط يك سطح افقي يكسان است. از اينجا نتيجه مي‌گيريم كه سطح آزاد مايعات افقي است. چون فشار بر تمام نقاط آن از طرف مايع صفر است و تنها فشار هوا بر آنها وارد مي‌شود كه در همه جاي سطح يكسان است.

مثال: در ظرفي زير آب ريخته شده است. فشار در نقاط A و B و C را به ترتیب با PA و PB و PC نشان مي‌دهيم. كدام رابطه صحيح است؟ 1)                   2) 3)                    4) PABC

پاسخ: چون هر سه نقطه در يك سطح افقي قرار گرفته‌اند فشار هر سه آنها برابر است حال ممكن است اين سوال پيش آيد كه چرا در نقاط B و C ارتفاع ستون مايع با نقطه A فرق دارد. پاسخ آن است كه در اين نقاط اختلاف فشار حاصل از اختلاف ارتفاع بوسيله انتهاي بسته لوله جبران مي‌شود.




02/27/09--14:01: بررسي فشارمايعات درلوله هاي u شكل (chan 2748163)

بررسي فشار مايعات در لوله‌هاي U شکل
	اگر مقداري مايع به چگالي در يك لوله U شكل بريزيم، سطح مايع در هر دو شاخه مستقل از شكل مقطع‌ يكسان خواهد بود. اگر دو نقطه A و B هم ارتفاع نبودند، اختلاف فشار بين آنها ناشي از اختلاف ارتفاع ستون سيال بود كه در آن صورت با يكسان بودن فشار نقاط A و B و با فشار جو مغايرت داشت.

نكته: فشار در نقاط هم ارتفاع در درون يك سيال مقدار معين و ثابتي دارد.

مثال: اگر همانند شكل مقابل دو مايع مخلوط نشدني را در يك ظرف U شكل بريزيم، نسبت جرم حجمي سيالات را مقايسه كنيد.
پاسخ: فشار در نقاط B و C یکسان است. چگالي سيال 2 بيشتر از چگالي سيال 1 است.

مثال: سه مايع مخلوط نشدني با چگالي‌هاي داريم. نقاط A و B دو نقطه هم ارتفاع در درون يك سيال هستند. مطلوبست مقايسه جرم حجمي سه مايع. پاسخ:

مثال: اگر در داخل ظرف U شكل، سه مايع مخلوط نشدني به چگالي‌هاي بريزيم و به صورت شكل زير در داخل لوله قرار بگيرند.  برای هر مایع چه رابطه ای بین و h برقرار است؟ (A و B دو نقطه هم ارتفاع در داخل سيال با چگالي است).
	پاسخ:

مثال: شخصي از دهانه فشار سنجي به شكل U كه محتوي آب است، در آن مي‌دمد و اختلاف ارتفاع آب در دو شاخه به 50 سانتيمتر مي‌رسد. با توجه به اينكه جرم حجمي آب است، تفاوت ميان فشار دميدن شخص و فشار محيط بر حسب پاسكال را بيابيد

پاسخ:

مثال: در شكل مقابل، سه مايع در حال تعادل‌اند. اگر چگالي باشد، چگالي d با توجه به اعداد داده شده را بيابيد. پاسخ:

	مثال:  در يك لوله U شكل دو مايع مخلوط نشدني به جرم حجمي‌هاي مطابق شكل وجود دارد. كدام گزينه درست است؟ 4) اطلاعات مسئله ناقص است.
پاسخ:  گزينه ?1?            C و B دو نقطه هم عمق در داخل سيال هستند.

پرسش: در شكل مقابل اگر لوله با افق زاويه 30 درجه بسازد، طول سيال به چگالي در اين لوله تحت فشار 1atm را حساب كنيد.

پرسش: در شكل مقابل فشار گاز چند اتمسفر است در صورتي كه بدانيم فشار هوا ، وزن پيستون 4800 نيوتن و مساحت مقطع ظرف است؟

پرسش: در شكل مقابل سه مايع در حالت تعادل هستند، اگر و باشد، چند است؟ پاسخ: 0000000000000000000000000000000000000000000000000000

پرسش: نيروي وارد بر مقطع نشان داده شده چند نيوتن است؟

پرسش: نيروي وارد بر كف ظرف را بيابيد.

پرسش: اختلاف فشار بين دو نقطه A و B درون سيال به چگالي چقدر است؟

پرسش: در صورتي كه چگالي هوا بوده و اين چگالي يكنواخت فرض شود. تا چه ارتفاعي بايد بالا رفت تا فشار هوا به اندازه کم شود؟

پرسش: نيروي وارد بر سطح جانبي درون سيال را حساب كنيد. (در درون ظرف تا ارتفاع 10 متر آب ريخته‌ايم.)




02/27/09--14:04: چندفعاليت جالب درمورد فشار (chan 2748163)

ساعت شني در داخل لوله پرآب فرض مي‌كنيم يك ساعت شني در داخل يك لوله شيشه‌اي پرآب شناور بوده و دو طرف اين لوله بسته است، و شن در محفظه پايين وجود دارد. لوله را برعكس مي‌گيريم، آيا ساعت شني بالا آمده، و شناور بودنش را حفظ خواهد كرد؟ و چون اين بار شن در محفظه بالاست، آيا ساعت شني به ريختن شن در وضعيت جديد شروع خواهد كرد؟ چرا؟ و آيا خاصيت شناوري آن در اين ظرف به بالا و يا پايين بودن شن ارتباط دارد؟ پاسخ ساده است: چون وزن و حجم ساعت شني در هر دو مورد يكسان است، بنابراين دليلي نداريم، كه خاصيت شناوري ساعت شني تغيير يابد، اما چون در وضعيت اوليه مطابق شكل شن در پايين بوده است، به علت نزديك بودن مركز ثقل به ته دستگاه تعادل پايداري داشت، كه در وضعيت دوم چون شن بالا بوده است، به دليل ناپايدار بودن تعادل اين امكان وجود دارد كه ساعت شني كمي متمايل به يك طرف بوده، و با سطح لوله توليد اصطكاك كند. در اين صورت تماس شايد بر نيروي ارشميدس غلبه كند و مانع بالا آمدن ساعت شني گردد.

اندازه‌گيري حجم ششها با يك آزمايش ظريف مي‌توان حجم ششها را در افراد مختلف اندازه گرفت. ولي ابتدا بايد وسايل ساده زير را آماده كنيد: يك بطري با چوب‌پنبه دو سوراخه- يك لوله آزمايش بلند با چوب‌پنبه يك سوراخه- دو لوله شيشه‌اي خميده، و يك يا دو لوله شيشه‌اي راست- لوله لاستيكي يا پلاستيكي. حال بايد آن را مطابق شكل زير به هم وصل كنيم، و آن وقت بطري و لوله آزمايش را هم سطح نگه داريد، و در اين وضعيت بطري و لوله‌هاي رابط را از آب پركنيد، به شرطي كه فقط ربع لوله آزمايش داراي آب باشد. وسيله اندازه‌گيري ششها آماده آزمايش است: از شخص مورد نظر بخواهيد كه نفس عميق بكشد و آن وقت در لوله خميده سر بطري بدمد. در اين موقع شما لوله آزمايش را به آرامي بالا ببريد. ارتفاع آب در لوله آزمايش نماينده قدرت ششهاي شخص آزمايش شونده است. با آزمايش‌هاي مختلف شما فاصله لوله آزمايش از بطري، و در نتيجه طول لوله‌هاي لاستيكي را به دست خواهيد آورد. اما آيا دليل اين رويداد را مي‌دانيد؟ هواي داخل لوله آزمايش براثر دميدن شما فشرده مي‌شود و در يك فضاي محدود حجم هوا را نمي‌توان بيش از حد معيني كم كرد و در افراد مختلف هركس كه داراي ششهايي با حجم داخلي بيشتري است، مي‌تواند بيش از ديگران اين هواي محدود را متراكم سازد. در صورتي كه لوله آزمايش را در اين دستگاه مدرج كنيد، دقت اندازه‌گيري بيشتر خواهد شد. از اين روش براي انتخاب و تربيت كشتي‌گير و وزنه‌بردار در يك كلاس و يك دبيرستان و از بين يك عده داوطلب مي توان استفاده نمود.

نوع ديگري از اين دستگاه ساخته شده كه از دو ظرف استوانه‌اي تشكيل يافته كه يكي از آنها در پايين قرار دارد و به يك لوله لاستيكي مربوط است. در اين ظرف تا اندازه معيني آب مي‌ريزند و استوانه دوم را به طور وارونه روي آب قرار مي‌دهند، و افراد مورد آزمايش پس از كشيدن نفس عميق در لوله لاستيكي مي‌دمند. اين لوله لاستيكي به يك لوله فلزي مربوط است كه از وسط آب بيرون آمده و در نتيجه دميدن، فشار هواي محبوس در زير استوانه را بيشتر مي‌كند، و ظرف مزبور بالا مي‌رود. با بالا رفتن ظرف، از روي درجاتي كه روي آن نوشته شده، به حجم ششها و همچنين استعداد شخص براي ورزشهاي سنگين پي مي‌برند.

فعاليت تحقیقی

آيا مي‌توانيد با سه لوله و يك كاسه تا نيم پر بدون تلمبه زدن فواره دائمي درست كنيد؟

فواره‌اي را كه در اينجا مشاهده مي‌كنيد، اولين بار به وسيله يك رياضي‌دان به نام ?هرون? اهل اسكندريه، ساخته شده است. اين فواره بدون تلمبه‌زدن كار مي‌كند و مسلماً موتور برقي نيز ندارد، همچنين منبع آب بالاتر از فواره قرار نگرفته است. مسئله گرم كردن منبع آب نيز به هيچ وجه مطرح نيست. و جالب اينكه فواره‌اي مزبور در هواي آزاد، بدون ايجاد خلأ كار مي‌كند؟ همانطور كه ملاحظه مي‌كنيد، به طور خيلي ساده از يك تشتك، و دو مخزن كروي و سه لوله تقريباً باريك، تشكيل شده است. البته اگر شما خواستيد نظير فواره هرون را بسازيد، مي‌توانيد از دو طرف حلبي نظير قوطي روغن نباتي، و يك بشقاب فلزي، و مقداري لوله مسي آن را در قطع دلخواه تشكيل دهيد. به طوري كه مشاهده مي‌كنيد، از چپ به راست، يك لوله تشتك را به ته ظرف پاييني مربوط مي‌سازد، لوله دوم ظرف وسطي را به تشتك وصل مي‌كند، و انتهاي آن كه فواره را تشكيل مي دهد چند سانتيمتر بالاتر از كف تشتك است، و بالاخره سومين لوله سطح بالايي ظرف وسطي را به سطح بالايي ظرف پاييني ربط مي‌دهد. براي به كار انداختن اين فواره كافي است كه ظرف وسطي را از آب پر كرد، و در تشتك مقداري آب ريخت. در اين موقع بلافاصله فواره شروع به فوران خواهد كرد. چرا؟ دليلش ساده است: آب كمي كه در تشتك ريخته‌ايم، از سوراخ واقع در كف آن پايين مي‌رود و در ظرف پاييني جمع مي‌شود، و به همان اندازه هواي آن را خارج مي‌كند. اين مقدار هوا به ظرف وسط مي‌رود و به سطح آب موجود در آن فشار وارد مي‌سازد، و در نتيجه به همان مقدار آب از فواره فوران مي‌كند. و عمل به همين ترتيب ادامه مي‌يابد تا ظرف پاييني پر شود.

چگالي‌سنجها

ساختمان چگالي‌سنجها براساس قانون ارشميدس است. موقعي كه وزن مخصوص جسم كمتر از وزن مخصوص مايع باشد، نيروي ارشميدس بيشتر از وزن جسم است و جسم به طرف بالا رانده و شناور مي‌‌‌شود. شرط تعادل اجسام شناور آن است كه وزن كل جسم برابر وزن مايع قسمت غوطه‌ور باشد. در مورد يك جسم، هر چه چگالي مايع بيشتر باشد وزن مايع جابه‌جا شده بيشتر شده و در نتيجه جسم بالاتر مي‌آيد و بيشتر از مايع خارج مي‌شود. در صورتي كه چگالي مايع كمتر شود جسم در مايع بيشتر فرو مي‌رود.

چگالي‌سنج تشكيل شده است از يك لوله شيشه‌اي نسبتاً بلند كه قسمت بالاي آن مسدود و از طرف پايين به يك مخزن پر از جيوه يا ساچمه‌هاي سربي منتهي است. براي اينكه حجم وسيله بيشتر شود، لوله قسمت بالاي مخزن گشادتر است. چگالي‌سنج طوري درست شده است ( پايين بودن گرانيگاه و تنظيم محل آن) كه همواره به طور قائم قرار مي‌گيرد و قسمتي از آن خارج مايع باقي مي‌ماند. داخل لوله كاغذ مدرجي چسبانده شده است كه مستقيماً چگالي مايع را نشان مي‌دهد. براي مايعات سنگين‌تر از آب، صفر وسيله در قسمت بالا و براي مايعات سبكتر از آب، صفر وسيله در قسمت پايين قرار گرفته است. براي مايعات سنگين‌تر از آب، چگالي‌سنج را معمولاً به صورت بومه درجه‌بندي مي‌كنند. چگالي‌سنج را در آب مقطر قرار مي‌دهند و صفر آن را به دست مي‌آورند، سپس آن را در محلول آب و نمك به نسبت 15 گرم نمك و 85 گرم آب قرار مي‌دهند و سطح مايع را روي لوله با عدد 15 مشخص مي‌كنند. بين صفر و 15 را به 15 قسمت مساوي تقسيم و تقسيمات را تا پايين لوله ادامه مي‌دهند. اين تقسيمات را درجه‌بندي بومه گويند و با علامت نشان مي‌دهند.

 




02/27/09--14:14: نمونه سوال (chan 2748163)

در شكل مقابل ارتفاع آب در شاخه A برابر 27/2cm است. در شاخه B الكل به چگالي 8gr/cm3  مي‌ريزيم تا جيوه در دو شاخه هم سطح شود. اگر چگالي جيوه و آب به ترتيب 1 باشد ارتفاع الكل چند سانتي متر است؟ 2- 28 1-  17 4- 34 3- 34




09/04/09--06:42: Article 3 (chan 2748163)

 به مناسبت فرا رسيدن ماه مبارك رمضان رمضان اسمى از اسماء الهى مى‏ باشد و نبايست‏به تنهائى ذكر كرد مثلا بگوئيم، رمضان آمد يا رفت، بلكه بايد گفت ماه رمضان آمد، يعنى ماه را بايد به اسم اضافه نمود، در اين رابطه به سخنان حضرت امام محمد باقر (عليه السلام) گوش فرا مى‏ دهيم.


09/04/09--07:09: Article 2 (chan 2748163)

در نيمه ماه رمضان حقِ كريم
اوجِ كرمش را به جهان ثابت كرد
 


09/27/09--04:27: تبریک هفته دفاع مقدس (chan 2748163)




11/17/09--08:48: تسلیت (chan 2748163)

شهادت امام محمد تقی (ع)برشما تسلیت باد