|
1
– ما هو اللهب؟
يتكون اللهب من
جزيئات الغاز المشتعلة، فالبرافين في
الشمعة لا بد أن يتبخر قبل أن يحترق،
وقطعة الخشب لا بد أن تحمى لدرجة معينة
تكفي لطرد الغازات غير القابلة
للاشتعال قبل أن تشتعل قطعة الخشب،
والبنزين يشتعل بسرعة لأنه يتبخر
بسرعة، ومعظم المواد العادية التي
تحترق تحتوي على الكربون والهيدروجين
وهذا الوقود يحترق وينتج ثاني أوكسيد
الكربون وبخار الماء وهذه المنتجات هي
نفس نواتج جسم الإنسان عند الاستفادة
من الغذاء، ولكن العمليتين تختلفان من
حيث السرعة ودرجة الحرارة التي تتم كل
عملية عندها فدرجة الحرارة العالية
المصاحبة للاحتراق تسبب أثراً مرئياً
يسمى اللهب.
وهذا الأثر يعزى
إلى الطاقة الناتجة من التحلل السريع
لجزيئات الوقود إلى ذراتها المختلفة
ومن ثم اتحادها ثانية إلى جزيئات من
الماء وثاني أوكسيد الكربون.
2
– ماذا يحدث للغاز في قناع الغازات؟
إن المادة
الأساسية في أغلب أقنعة الغازات هي
مادة تعرف بـ "الفحم النباتي
المنشّط" وتُصنع بنفخ بخار الماء
الساخن خلال الكربون مما ينتج عنه نوع
من المادة مسامي جداً وله مساحة سطحية
كبيرة للغاية، ويزيل الكربون المنشط
كميات من الغازات السامة الموجودة في
الهواء والتي تمر من خلاله وهي تفوق
وزنه عدة مرات وتتم الإزالة عن طريق
عملية تُعرف (بالادمصاص) حيث تلتصق
جزيئات الغاز بسطوح الأجسام الصلبة في
شكل أغشية رقيقة. وهناك خاصية أخرى
للفحم النباتي المنشّط، تلك التي تجعل
استخدامه في أقنعة الغازات مفضلاً،
وهي انتقاؤه للغازات التي (يدمصها)
فادمصاص الأوكسجين فيه قليل جداً في
حين أن امتصاصه للغازات السامة كبير
للغاية.
ونظراً لهذه
الانتقائية يسمح قناع الغازات لكميات
من الأوكسجين من المرور فيه إلى
الرئتين في حين أنه يرشح جميع الغازات
غير المرغوب فيه.
3
– هل الأوكسجين ضروري للاحتراق؟
تطلق كلمة احتراق
عادة على اتحاد مادتين أو أكثر بشرط
خروج طاقة ضوئية أو حرارية، فمثلاً عند
اشتعال الفحم في الهواء فإنه يتحد مع
أوكسجين الهواء الجوي منتجاً الحرارة
والضوء، وليس من الضروري وجود
الأوكسجين أو الهواء لحدوث عملية
الاحتراق فمثلاً يمكن احتراق
الهيدروجين في مخبار الكلور، كذلك
يشتعل النحاس في بخار الكبريت، ويحترق
الفسفور في بخار البروم.
4
– ما الذي يسبب الفجوات في الجبن
السويسري؟
تنشأ الفجوات
التي يُعرف بها الجبن السويسري عادة عن
البكتريا أثناء عملية التخمر
فالبكتريا التي تؤخذ أصلاً من معدات
العجول تنتج غازات داخل الجبن تتجمع
لتكوِّن فجوات أو أعيناً يصل قطرها في
بعض الأحيان إلى نصف بوصة، والغازات
المتكونة هي عادة من غاز ثاني أوكسيد
الكربون.
5
– ما هو الأوزون؟
يوجد الأوكسجين
الذي نستنشقه على صورة جزيئات يحتوي كل
منها على ذرتين من عنصر الأوكسجين، وهو
غاز عديم الرائحة والطعم واللون، على
أنه عندما تحدث شرارة كهربائية في
الهواء تحث بعض جزيئات الأوكسجين على
التغير إلى نوع آخر من الأوكسجين أكثر
نشاطاً يُعرف بـ(الأوزون) وترجع
الرائحة الحادة التي تفوح غالباً بعد
العواصف الكهربية إلى وجود الأوزون
الناتج عن البرق. ويحتوي جُزَيْءُ
الأوزون على ثلاث ذرات أوكسجين بدلاً
من اثنتين، إذ تتصل الذرة الثالثة بها
في أثناء الاضطراب الكهربي، وأول من
أطلق اسم الأوزون على هذا النوع من
الغازات هو (شو بنين) عام 1840
6
– ما هو الماء العسر؟
تحتوي أغلب أنواع
المياه التي نستخدمها على أملاح
معدنية مذابة فيها وتتفاعل هذه
الأملاح مع الصابون لتكون مواد معكرة
غير قابلة للذوبان، ويقال للماء (عسر)
عندما تكون كمية الأملاح المعدنية فيه
كبيرة.
وعُسر الماء
نوعان: مؤقت، ودائم.
يحتوي الماء
المؤقت العسر على بيكربونات الكالسيوم
التي تتحلل عندما تسخن لتكون كربونات
الكالسيوم وهي القشرة التي تتكون على
جدران المراجل، وهي كذلك المادة التي
تتراكم على جدران غلايات الشاي
ومواسير المياه الساخنة، ووجودها غير
مرغوب فيه على الإطلاق.
أما الماء الدائم
العسر فيحتوي على سلفات الكالسيوم أو
سلفات المغنيسوم، وهاتان المادتان لا
يمكن التخلص منهما حرارياً، وعلى ذلك
تتحدان بالصابون، وتكونان المادة
المعكرة، اللهم إلا إذا أزيلتا
بالمواد الكيماوية.
7
– ما السر في اشتعال عود الثقاب؟
هناك نوعان من
الثقاب يشيع استخدامهما في الوقت
الحاضر.
1 – ثقاب
الاحتكاك وهو الذي يمكن إشعاله بأي سطح
خشن.
2 – ثقاب الأمان
والذي نحن بصدده ويمكن إشعاله بحكه
بسطح مجهز تجهيزاً خاصاً حيث تتكون
رؤوس أعواد ثقاب الأمان من كبريتيد
الأنتيمون القابل للاشتعال وكلورات
البوتاسيوم التي تعطي كمية كافية من
الأوكسجين للمساعدة على الاشتعال.
ويحتوي جانب علبة
الكبريت على الفسفور الأحمر وهو نوع
غير سام من هذا العنصر فتعمل قوة
احتكاك رأس عود الثقاب بالسطح الخشن
على تبخير كمية ضئيلة من الفسفور
الأحمر الذي يشتعل ويشعل عود الثقاب.
8
– كيف يتكون الفحم؟
يعتقد العلماء أن
الأرض كانت في العصر الفحمي منذ ملايين
السنين مغطاة بنباتات كثة أكثف بكثير
مما نجده الآن حتى في الغابات
الاستوائية، وعند حدوث الثورات
البركانية الكثيرة التي كانت تحدث في
تلك الحقبة انخفضت الأرض في بعض
المواضع محدثة مستنقعات انغمرت كلية
فيما بعد، ولمّا حملت الطين والرمال
إلى تلك المساحات تعرضت النباتات
المغمورة إلى ضغوط ودرجات حرارة
متزايدة، وتمثّل هذه البقايا النباتية
الفحم في مراحل تكوينه الأولى.
أما الخطوة
التالية فهي تحول البقايا النباتية
إلى خشب طري (لجينت) الذي يسمى أحياناً
بالفحم الأدكن وينتج عن استمرار
التحلل والضغط وعدم وجود الهواء،
تكوُّنُ الفحم اللين أو القاري،
ويحتوي هذا الفحم على نسبة أعلى من
الكربون، وهو ذو قيمة حرارية أعلى من
القيمة الحرارية للفحم الأدكن.
9
– لماذا تنفجر المفرقعات؟
هناك نوعان من
المتفجرات: متفجرات تحترق بسرعة
وتكوِّن غازات، وأخرى تتحلل بسرعة
نتيجة لعدم ثباتها، وفي كلتا الحالتين
تتولد ضغوط هائلة نتيجة للكميات
الهائلة من الغازات المتولدة من
التفاعل.
والبارود الأسود
نوع من المتفجرات التي تحترق، فهو خليط
من نترات البوتاسيوم والكربون
والكبريت، وقد اخترعه الصينيون منذ
آلاف السنين، واستخدموه في الألعاب
النارية.
فإذا اشتعل
البارود بفتيل احترق مباشرة، لاحتوائه
على الأوكسجين والمواد القابلة
للاشتعال مثل الكربون، ويخرج من
التفاعل كميات هائلة من النتروجين
وثاني أوكسيد الكربون ويحدث الانفجار.
وبعض المفرقعات
مثل النتروجلسرين وثالث نتريدتلوين (T.N.T)
تنفجر لأنها مواد غير ثابتة، ويكون
عنصر النتروجين عادة السبب في عدم ثبات
هذه المواد.
10
– لماذا يحترق الخشب؟
إن معظم الوقود
الذي نحرقه من فحم وزيت وخشب إلى آخره
هو عبارة عن مشتقات من مواد حيوية،
فالفحم مثلاً تكوَّنَ نتيجة نباتات ما
قبل التاريخ، فالهيدروكاربونات التي
تكونت من مركبات الهيدروجين والكربون
تحتاج إلى طاقة الشمس لتكوينها، وهذه
الطاقة مخزونة في الوقود (الخشب، الفحم...
إلخ) وعليه فإننا عندما نبدأ عملية
الاحتراق بإشعال قطعة الخشب بعود
ثقاب، فإن هذا يؤدي إلى تحلل
الهيدروكاربونات إلى هيدروجين وكربون
وهما يتحدان مع الأوكسجين لتكوين
الماء وثاني أوكسيد الكربون.
ونواتج النار لها
كمية من الطاقة أقل بكثير من
الهيدروكربونات التي احترقت. ولذلك
تنطلق الطاقة على شكل حرارة. وهذه
الحرارة تؤدي بدورها إلى تحلل كمية
أخرى من الهيدروكربونات، وتستمر
العملية حتى يستهلك جميع الوقود.
وتسمى هذه
العملية بالتفاعل المتسلسل، حيث إنه
بمجرد بدئها تستمر إلى مالا نهاية.
11
– ما هي اللدائن؟
اللدائن كلمة
تعني (القابلية للتشكيل) فهي عبارة عن
مواد طرية تجف وتصبح صلبة نوعاً ما وقد
عرفت بعض اللدائن الطبيعية مثل
الكهرمان والقار، إلا أن اللدائن
الصناعية لم تعرف إلا حديثاً، وتصنع
معظم اللدائن الحديثة بعملية تسمى (البلمرة).
وهناك اللدائن
التي تتأثر بالحرارة مثل النايلون
الذي يجمد بالبرودة ويمكن تسخينه
وتبريده دون تغيير في تركيبه
الكيماوي، وهناك مجموعة أخرى من
اللدائن تستخدم الحرارة في تشكيلها
فقط ولكنها تجمد ولا يمكن إعادة
الليونة إليها بالحرارة مرة أخرى.
واللدائن التي تُصنع من كازين اللبن لا
تدخل ضمن هاتين المجموعتين، فهي تتجمد
في درجة حرارة الغرفة، نتيجة تحوُّل
كيماوي يتبعه عمليات تجفيف.
ويُصنع من لدائن
الكازين عدد من الأشياء مثل الأزرار
وكرات البلياردو ولعب الشطرنج.
12
– ماذا تعرف عن تاريخ الألماس؟
كان الرومان
يطلقون على الألماس آداماس (adamas)
ثم أطلقوا عليه اسم ديامونت (diamaunt)
ثم ديامانت (diamant)
ثم استقرّ عليه الاسم الإنجليزي
الحالي (diamond).
وحقلا الألماس
الرئيسيان في العالم هما في البرازيل
وجنوب أفريقيا، ولقد اكتشفت الحقول
البرازيلية عام (1727) والحقول الأفريقية
الأكبر منها عام (1867)، ويعتقد العلماء
أنه من المحتمل أن يكون الألماس قد
حُمل إلى سطح الأرض أثناء الفورانات
البركانية، كما أنه يُحتمل أن يكون قد
تكوَّنَ تحت تأثير الضغط والحرارة
المتناهيين في الارتفاع أثناء تكون
بعض صخور طبيعية معينة.
13
– هل تتحرك جزيئات المواد الصلبة؟
بالرغم من أن
جزيئات المواد الصلبة لا يمكنها أن
تتحرك مثل جزيئات السائل والغاز فإن
العلماء يعتقدون أن هذه الجزيئات
تتحرك إلى الأمام والخلف في مدار ثابت
نوعاً ما وتتبخر بعض المواد الصلبة عند
تركها معرضة للهواء مثل النفثالين
والكافور، ومن هذا نجد أن جزيئات
المواد الصلبة معرضة للتطاير والحركة
في الهواء.
وقد أمكن البرهنة
على حركة الجزيئات في المواد الصلبة.
فإذا ضغطت قطعة من الرصاص بجدار قطعة
من الذهب بحيث يكون سطح كل منهما
ملتصقاً بالآخر، فإن جزيئات الذهب
تتحرك في جزيئات الرصاص. وجزيئات
الرصاص تتحرك في جزيئات الذهب، وإذا
ضُغِطتْ قطعتان من الزنك والنحاس
وتُركتا بعض الوقت، فسوف تصبح
القطعتان ملتصقتين.
14
– مم تُصنع اللآلئ؟
عندما تدخل حبة
رملية أو شائبة من نوع آخر بين صدفتي
محار معين أو محار اللؤلؤ يُغطَّى
المحار المقتحم المثير بطبقات متتابعة
من كربونات الكالسيوم مكوناً لؤلؤة
بعد مرور بضعة أعوام، ونستطيع الآن
بفضل الطرق الحديثة وضع (بذور اللؤلؤ)
في أصداف رخوية معينة، ثم ننتزع إنتاج
اللؤلؤ من أيدي الصدفة وهو ما يسمى (باللؤلؤ
الصناعي) وقد تم إنتاج هذا النوع من
اللؤلؤ الصناعي في اليابان أواخر
العشرينات من القرن العشرين.
وتنمو أجمل
اللآلئ في العالم وأقيمها في مياه
الخليج العربي، وبالأخص حول جزر
البحرين.
|
