کشش سطحی آب

کشش سطحی (به انگلیسی: Surface tension) ویژگی در مایع‌ها است که باعث می‌شود لایه بیرونی آن‌ها به صورت ورقه‌ای کشسان عمل کند. این همان ویژگی‌ ای است که موجب ربایش دو سطح مایع به یکدیگر می‌شود؛ مانند دو قطرهٔ آب که همدیگر را می‌ربایند و قطرهٔ بزرگ ‌تری می‌سازند. کشش سطحی کمیتی است که بعد نیرو در واحد طول یا انرژی در واحد سطح دارد و معمولاً با γ نشان داده می‌شود. واحد آن ارگ بر سانتيمتر مربع (erg/cm²) است ( معمولا کشش سطحی هميشه سعی می کند که مساحت ِ مايع را کم نمايد.)                                                                                                            کشش سطحی را همچنین می‌توان مقدار کار لازم برای ایجاد واحد سطح مشترک جدید در نظر گرفت.هر مولکول مایع از سوی مولکول‌های دیگرِ مایع ربوده می‌شود. مولکول‌هایی که درون حجم مایع هستند، از همه جهت ربوده می‌شوند و برایند نیروی وارد به آن‌ها صفر است. اما مولکول‌هایی که در سطح مایع هستند، تنها از یک جهت از سوی دیگر مولکول‌ها ربوده می‌شوند و نیروی ربایش در آن سوی مرز مایع (مثلاً از طرف مولکول‌های هوا) به آن‌ها کمتر است. بنابراین، به مولکول‌های روی سطح مایع نیروی خالصی به سمت درون وارد می‌شود که این نیرو با مقاومت مایع در برابر فشرده‌شدن خنثی می‌شود. در نتیجه، نیرویی در مایع به وجود می‌آید که می‌خواهد سطح مایع را کم کند. از همین رو سطح مایع به شکل ورقه‌ای الاستیک عمل می‌کند و آن قدر جمع می‌شود که کمترین سطح ممکن را داشته باشد

راه دیگر برای توضیح کشش سطحی این است که یک مولکول اگر در کنار مولکول همسایه‌اش باشد، انرژی‌اش کمتر از وقتی است که کنار آن همسایه نباشد. مولکول‌های درونی بیشترین تعداد همسایه‌های ممکن را دارند. ولی مولکول‌هایی که در سطح هستند همسایه‌های کمتری دارند و بنابراین انرژی‌شان بیشتر از انرژی مولکول‌های درونی است. بنابراین، وقتی که مایع می‌خواهد انرژی کل‌اش را کمینه کند، می‌کوشد تا از شمار مولکول‌های سطحی‌اش بکاهد، و این یعنی یک مایع می‌خواهد کمترین سطح ممکن را داشته باشد.

مثال ها

کشش سطحی آب:

دانه ‌دانه ‌شدن قطره‌های باران روی سطح خودرو

 آب به سطوح روغنی بسیار کم جذب می‌شود و به خودش به‌شدت جذب می‌شود

 از همین رو، روی سطح خودرو قطره تشکیل می‌دهد. کشش سطحی در پدیده‌های دیگری هم     

رخ می‌دهد، مثلاً در موادی که کشش سطحی آن‌ها کم است:حباب صابون سطح   بسیار بزرگی با مادهٔ

بسیار کمی دارد( قطره‌هایی که از آب ساخته‌شده‌اند ناپایدارند.)  

جدول کشش سطح آب در دماهای مختلف

                                                                  منبع:سایت ویکی پدیا

از 115 عنصر که تا کنون شناخته شده است ،11 عنصر در شرایط معمولی به حالت گاز هستند.از این

11 عنصر،6عنصر متعلق به گروه 18جدول تناوبی(گازهی نجیب)هستند و 5 عنصر دیگرعبارتند از

هیدروژن،نیتروژن،اکسیژن،فلوﺌوروکلر.شگفت آور است که در میان عنصر های موجود در طبیعت ،

تنها دو عنصر در دمای اتاق به حالت مایع هستند(جیوه و برم).

متاسفانه ویژگی های همه عنصرهای شناخته شده معلوم نیست. زیرا مقدار تهیه شده از برخی از آنها

به اندازه ناچیز است که نمی توان آنها را مورد بررسی قرار داد.برای پیش بینی ویژگی های این عناصر

باید بر روندهای تناوبی تکیه کرد.

فرانسیم(Fr)،آخرین عضو گروه 1 جدول تناوبی را در نظر بگیرید.همه ایزوتوپ های فرانسیم پرتوزا

هستند.پایدار ترین ایزوتوپ این عنصر،فرانسیم222با نیم عمر 21 دقیقه (نیم عمر یک ماده پرتو زا،

مدت زمان لازم برای فروپاشی و از بین رفتن  نصف آن است).این نیم عمر کوتاه بیان گر است که تنها

مقادیر بسیار کمی از فرانسیم می تواند در طبیعت وجود داشته باشد.هم چنین،اگر چه ساخت فرانسیم در

آزمایشگاه امکان پذیر است.اما تهیه و جداسازی مقداری از آن که قابل وزن کردن باشد،ممکن نیست .از

این رو،اطلاعات موجود درباره ویژگی های فیزیکی و شیمیایی فرانسیم بسیار اندک است.با وجود این،

به کمک روندهای تناوبی در یک گروه می توان برخی از این ویژگی ها را پیش بینی کرد.

دما ذوب فرانسیم را به عنوان یک نمونه در نظر بگیرید.نمودار زیر نشان می دهد که دمای ذوب سدیم

˚c81.4 از لیتیم،دما ی ذوب پتانسیمc ˚٣٦٫٦از سدیم،دمای ذوب روبیدیم˚c24 از پتانسیم و دمای ذوب

سزیم˚c11 از روبیدیم کمتر است.با توجه به این روند می توان پیش بینی کرد که دمای ذوب فرانسیم در

حدودc ˚5 از سزیم کمتر است.در این صورت،دمای ذوب فرانسیم  ˚c23 است.بنابراین،این عنصر در

شرایط معمولی مایع است.

اساسا در جهان دو نوع رفتار قابل مشاهده است.رفتاری شبیه ذره ورفتاری شبیه موج. هنگامی رفتاری  

مانند ذره مشاهده می شود که جرم و انرژی هر دو باهم از جایی به جای دیگر منتقل شوند.به عبارت

دیگر هنگام جابجای،هر دو در یک جسم یا ذره مستقر باشندیک توپ در حال حرکت چنین رفتاری دارد.

در حالی که در رفتار شبیه موج،با حرکت جسم یا ذره جابجا نمی شود.بلکه انرژی به تنهایی در همه

جهات منتقل می شود.برای مثال برآمدگی روی سطح آب دریا  موج هستند و بدون آن که آب جابجا شود 

انرژی به ساحل انتقال می یابد.مطالعه خواص نور نشان داد که هر دو نوع رفتار را می توان در یک جا

انتظار داشت.

امروزه می دانیم نور رفتاری دوگانه دارد.در عین حال که موج استو پدیده هایی چون تداخل و پراش را

از خود نشان می دهد،خود از ذره هایی به نام فوتون تشکیل شده است.چشم های الکترونیکی از جمله

دستگاههایی هستند که بر اساس خاصیت ذره ای نور طراحی شده است.در این دستگاهها که بیشتر مانند

کلید برق عمل می کنند،با برخورد فوتون های نور با الکترون های موجود روی سطح فلز موجود در

آنها جریا الکتریکی در مدار برقرار می شود.

گسترش مفهوم دوگانگی موج-ذره به ماده توسط لویی دوبروری فیزیک دان فرانسوی انجام شد.وی به

الکترون که ذره ای بودنش قبلا به  ثبت رسیده بود،طول موجی نسبت داد.شواهد گوناگونی وجود دارکه

درستی دیدگاه دوبوری را ثابت می کرد.میکروسکوپ الکترونیکی بر مبنای این رفتار طراحی شده است

با کمک این دستگاه می توان تصاویر بسیار دقیقی  از اجسام بسیار کوچکی را دید که مشاهده آنها با

میکروسکوپ نوری با این همه جزییات امکان ندارد.

طول موجی که دوبروری به الکترون نسبت داده است با سرعت حرکت آنها رابطه وارونه دارد.به

عبارت دیگر هر چه الکترون سریع تر حرکت کند طول موج آنها کوتاه تر خوتهد بود.بنابر این با تنظیم

سرعت حرکت الکترون ها می توان طول موج آنها را تغییر داد.موج الکترونی امکان تصئیر برداری

از اجسامی به ابعاد2*001/0nm را ببرای ما فراهم آورد. در سال 1986 با طراحی و ساخت

میکروسکوپی های  تونل زنی پیمایشی نسل تازه ای از میکروسکوپ های الکترونی متولد شد.این

میکروسکوپها به کمک رایانه ضمن بالا بردن کیفیت تصاویر،به دانشمندان امکان داد که  بتوانند

از اتم ها و مولکولهای عکس های تکی بگیرند.

اکسیژن،سیلیسم،آلومینیوم،سدیم،پتاسیم،منیزیم به ترتیب هشت عنصر فراوان در پوسته زمین اند.نهمین عنصر فراوان که کم تر از یک درصد از عنصرهای سازنده پوسته زمین را تشکیل می دهند،هیدروژن است.این درحالی است که در کل هستی 92درصد از اتمهای موجود را اتم های هیدروژن تشکیل می دهند.از هشت درصد باقیمانده هفت درصد به  اتمهای هلیم و تنها یک درصد به اتمهای مختلف عنصرها تعلق دارد.از این داده ها می توان چنین نتیجه گرفت که زمین از عنصرهایی غنی شده است که در ساختارجهان هستی سهم بسیار اندکی دارند.

دلیل این توزیع ناهمگون را باید در هنگام تولد جهان و پس از پیدایش زمین جست و جو کرد.دانشمندان براین باورند که جهان حدود 15هزار میلیون سال پیش بر اثر یک انفجار بزرگ به وجود آمده است.یعنی هنگامی که یک توده بسیار متراکم و به شدت داغ ساخته شده از ذره های بنیادی(الکترون.....)بر اثر یک نیروی غیر قابل تصور از هم پاشیده است.در این انفجار بزرگ اتم های هیدروژن،نخستین اتم هایی بدند که به هستی پا نهادند.

هزاران میلیون سال بعد ،آن هم در برخی نقاط کیهان،از گردهمایی و فشرده شدن تدریجی اتم های هیدروژن ستاره ها متولد شدند.ستارگانی که هرروز گرم تر می شدند و در دمای بسیار بالا آنها،ابتداز شرایط برای تشکیل اتم های هلیم و سپس برای تولید عنصرهای سبک بعدی مهیا شد.در این مسیر گاه ستاره ای بسیار چگال تر و بسیار گرمتر می شد و مکانی  برای تشکیل عنصرهای سنگین تر فراهم می آورد.این ستارگان جرمی بیشتر از خورشید داشتند و پس از چند میلیون سال نورافشانی و گرمابخشی،پایداری خود را از دست داده با انفجاری مهیب متلاشی می شدند.به این ترتیب اتم های سنگین تر تولید شده و در سراسر گیتی پراکنده می شدند.این عنصرهای سنگین ماده اوله مورد نیاز برای تولید دومین نسل از ستارگانی فراهم آوردند که تصور می شد منظومه شمسی45000میلیون سال پیش از ستاره های متعلق به همیننسل به وجود آمده اند.ستاره غول آسایی که پس از فروپاشی،عمده ی ویژگی خودرا در ستاره های نوجوان وکوچک(همانند خورشیدو...)به امانت گذاشت و زمین قطعه بسیار کوچکی از آن بود،تنها حدود 90عنصر سبک و سنگین ساخته شده در آن ستاره را به ارث برد.ضمن

آنکه در هسته به شدت داغ خود نیز اندکی از گرمای آن ستاره ی مادر را یادگار نگاه داشته اند.

اين شیمی دان امريكايي در 28فوريه سال 1901 در پرتلند،يكي از شهرهاي ايالت اورگون پا به جهان نهاد.لينوس تحصيلات

ابتدايي خودرا درشهركاندون و پرتلند گذراند.در سن 11 سالگي به جمع آوري حشرات مي پرداخت و همين امراو را به حشره

شناسي علاقه‌مند نمود.مظالعه يك كتاب شيمي،سرآغاز توجه اوبه شيمي شدو علاقه مندي اورا به اين علم برانگيخت.پس

از آن در منزل خود يك آزمايشگاه داير نمود.درسال 1917 ازكالج دولتي ايالت فارغ التحصيل شدودرسال 1922 مدرك مهندسي

شيمي خود را دريافت نمود.در خلال سالهاي1919 تا 1922 به عنوان معلم تمام وقت شيمي تجزيه در يك كالج دولتي تدريس

مي كرد.در همين سالها بود كه او با خواندن مقاله‌اي به بررسي ساختارمولكولي و ماهيت پيوندي‌هاي شيميايي علاقه‌مند

شد.در سال1925،موفق به كسب درجه دكتري شد وبه عضويت انجمن كاليفرنيا درآمد او كه در همين سالها با دانشمندان پر

آوازه‌اي همچون سامرفلد،شرودينگرو بورهمكاري داشت،با توجه به مكانيك كوانتومي،فرضيه هيبريد شدن اوربيتال‌ها در اتم

كربن را اراﺌه دادند.پولينگ در سال 1939،نوشتن كتابي با نام  (ماهيت پيوند‌هاي شيميايي)را به پايان رساند و سپس مقياس

نسبي براي اندازه‌گيري الكترونگاتيوي عنصر‌ها اراﺌهداد. از پولينگ درضمينه تعين شعاع اتم‌ها،تعين ثابت الكتريك، تعين

ساختار پروتين‌ها، بررسي تغير ساختار هموگلوبينناشي از بيماري كم خوني،اراﺌه نظريه پيوند ظرفيتي،اراﺌه نظريه

رزروناسو...به جا مانده است. اين دانشمند نوع دوست در دوران زندگي پژوهشي خود به پاس خدمات ارزنده‌اش،بسياري

ازجايزه‌ها،مدال‌ها و درجه افتخاري دريافت نمود.كه از اين ميان مي توان به جايزه نوبل شيمي سال 1954 و جايزه صلح نوبل

اشاره كرد.پولينگ در سفري كه درسال  1976 به ايران داشت در يك كنفرانس علمي در دانشگاه شيرازشركت كرد و       

سخنراني نمود .سر انجام اين دانشمند در سال 1994 در كاليفرنيا ديده ازجهان فروبست.                              

1-   شيمي معدني:بررسي ومطالعه برروي موادي كه خود يا تركيبات آنها به طور مستقيم از معدن استخراج مي‌شود مانند  نمك و سولفوريك اسيد.

2-   شيمي آلي:بررسي و مطالعه برروي  مواد كربن دار و مطالعه برروي خواص مختلف اين مواداست مانند C60.

3-   شيمي تجزيه:براي اندازه گيري مواد مختلف به كار مي رود،مثلا اندازه گيري مقدار نمك در خون يا كربن در فولاد.

4-   شيمي فيزيك: بررسي و مطالعه برروي پديده‌هاي مشترك علم فزيك وشيمي مانند حل شدن مواد دريكديگر،زنگ زدن.

5-   بيوشيمي:بررسي ومطالعه برروي آن دسته مواد آلي كه در بدن موجودات زنده‌ وجود دارد مثل مولكول DNA.

6-   پتروشيمي ونفت:بررسي ومطالعه برروي نفت وگاز‌وموادي كه از آنها  به دست مي آيد مانند قير.

7-   شيمي آلي ‌فلزي:دراين شاخه ازشيمي مولكولهاي بررسي مي شوند كه درآنها اتم يك فلز مستقيما  به كربن متصل شده باشد مثل بنزين سربدار.

8-   الكترو شيمي:هرجا كه واكنش‌هاي شيميايي با جريان الكتريسيته سروكار داشته باشد انجا قلمرو الكترو شيمي است و در خالص سازي مواد،استخراج فلزات  و اندازه گيري غلظت محلول كاربرد دارد.

9-   متالوژي:بررسي و مطالعه برر وي فلزات ومخلوط هاي آنها است.

10-شيمي پليمر:مطالعه وتحقيق برروي پليمرهاΩ.

قيمت حدودي بر خي مواد خالص نسبت به طلا

وطلا هر گرم20000تومان

اين هم ارزش شيمي.

اين دانشمند انگليسي در 22 نوامبر سال 1887 زاده شد.از ابتداي كودكي آثار هوش و ذكاوت از رفتار وگفتارش هويدا بود و هم به اين خاطر بود كهتوانست در جواني، به سادگي بورس تحصيل در دانشگاه آكسفورد را از آنِِِِِِِِِِِِِِِ خو ساخت.در سن 22 سالگي به گروهي پيوست كه در دانشگاه ويكتوريا زير نظر ارنست رادفورد سرگرم كارهاي ﭙﮊوهشي بود.موزلي مدت2 سال را با اين گروه سپري كرد و به عنوان شايسته ترين فرد اين گروه شناخته شد.مطالعه گسترده او بر روي پرتوهاي Xتوليد شده ازعنصر هاي مختلف و كشف ارتباط فركانس پرتو هاي توليد شده با تعدادي بار مثبت درون هسته‌ي اتم اين‌ِ‌ِ عنصرها.

سرانجام به معرفي عدد اتمي منجر شد.اين كشف50سال بعد از سازماندهي جدول تناوبي توسط مندليف به وقوع پيوست و سبب شد كه ملاك چيده شدن عنصر ها در اين جدول از جرم اتمي به عدد اتمي تغير يابد.

به نظر مي‌ رسدكه هيچ كس به اندازه‌ي موزلي شايسته در يافت جايزه نوبل شيمي ‌سال 1916 نباشد.اما افسوس كه تقدير به گونه ديگري حكم راند و با آغاز جنگ جهاني،موزلي  به عنوان يكي از اعضا ي بخش مهندسي ارتش با درجه ستواني راهي ميدان شد.12 ﮋوﺋن 1915 فرا رسيد و هنوز يك سال از آغاز جنگ نگذشته بود كه موزلي در منطقه گاليپولي   در تركيه امروزي  در حالي كه مشغول مخابره بود،به ناگهان گلوله اي بر سرش برخورد    كرد وعمر كوتاه اما سرشار از افتخارش به پايان رسيد.

هانري سومين نسل از يك خانواده دانشمند پرور فرانسوي بود.او كه افزودن بر عشق به كسب دانش،سنگ هاي معدني و تركيب هاي شيمياييآزمايشگاه پدرش ﺍدموند را نيز به ارث برده بود،با علاقه مندي كار پدرش روي پديده هاي فلوﺋورسانس و فسفرسانس را ادامه داد.درآن زمان هانري با خواندن مقاله اي ر مورد شيوه توليد پرتوهاي ايكس كه به تازگي توسط رونتگن كشف شده بود،در اين انديشه فرورفت كه شايد مواد داراي خاصيت فلوﺋورسانس يا فسفرسانس نيزدر هنگام نور افشاني چنين پرتوي مرموزيرا تابش مي كنند.از اين رو بر آن شد كه تركيب هايي رابر گزيند ودر اين با ره به تحقيق بپردازد او براي اين كار بلورهاي ماده اي را براي مدتي در برابر نور خورشيد قرار مي داد و بي درنگ در محيطي تاريك روي يك فيلم خام عكاسي مي گذاشت كه درون يك پاكت كاغذي تيره بود.پس از چند دقيقه فيلم را برداشته،ظاهر مي كردو از روي ميزان وضوح تصوير،شدت تابش آن ماده رااندازه مي گرفت.                            

 روز چهار شنبه 26فوريه سال1896 هانري در ادامه آزمايش هايش روي فسفر سانس طبيعي تركيب هاي اورانيوم دار پدرش،دوقطعه از بلورهاييكي از اين تركيب ها را برداشت و همه ي وسايل مورد نيازش را آماده كرد.اما از آنجا كه هواي شهر پاريس كاملا ابري بود،از انجام آزمايشات چشم پوشي كرد و دو قطعهبلوررا همراه با فيلم عكاسي خام در كشوي ميز خود گذاشت و چند ساعتع به مطالعه پرداخت.عصر نيززود تر از هميشه آزمايشگاه را به ه مقصد خانه ترك كرد.وضعيت هوا چند روزي به همين منوال بود و تعطيلات آخر هفته نيز كارش رابه تعويق انداخت.                            

بامداد  روز دوشنبه اول مارس هنگامي كه هانري به آزمايشگاه خود رفت،يك باره به ياد دوقطعه بلورهاي درون كشوي خود رفت با عجله سراغ آنها رفت وتصميم گرفت    فيلم درون كشو را ظاهر كند ،او با كنجكاوي فيلم را به تاريك خانه برد وآن را در محلول ظهور عكس خود قرار داد.پس از چند دقيقه هيجان زده ازتاريك خانه بيرون آمد،پشت ميز كار خود نشست و عبارتهاي زيررا يادداشت كرد:                            

«دو شنبه اول مارس نتيجه آزمايش روي نمونه شماره 13:با اينكه آزمايشهايم روي مواد فسفر سانس نشان داده بود كه همواره وضوح تصوير پس از چند ثانيه به شدت كاهش مي يابد.اما در اين آزمايش بر خلاف انتظارم پس ازاين مدت حضور در تاريكي ايجاد تصويري با اين وضوح شگفت انگيز به نظر ميرسد.نمي دانم چرا؟اما فكر مي كنم كشف تازه اي كرده ام.»                                                                             

بزرگترين بنيان گذار فيزيك اتمي در 12آگوست سال 1887 در وين پايتخت اتريش ديده به جهان گشود. دامنه ي علاقه مندي او بسيار گسترده بود. چنان كه پس از پايان تحصيلاتش دررشته ي شيمي و كسب درجه دكتري در سال1910 بر آن شد كه همه ي زندگيش را به نقاشي به سبك ايتاليايي بپردازد. اما پس از مدتي به گياه شناسي علاقه مند شد و نتيجه ي بررسي هاي خود را در اين زمينه به صورت مجموعه اي با عنوان تكامل نسل گياهان به چاپ رسانيد.

 از سوي ديگر به زبان مادريش آلماني  علاقه اي فراوان نشان مي داد وشعر و ادبيات كهن آلماني را ستايش مي كرد. به هر حال در دوران تحصيل در رشته ي شيمي ديدگاه هاي بولتزمن روي او تاثير ﮊرف نهاد. از آنجا كه از به خاطر سپردن مفاهيم بيزار بود در خلال سال هايي كه در دانشگاه وين به كار مشغول بود به هدايت پروﮊه هاي كاربردي وعلمي پرداخت تا يادگيريش تنها متكي به حفظ كردن مفاهيم نباشد.

 با آغاز جنگ جهاني اول به جبهه هاي جنگ شتافت و مدتي به عنوان افسر توپخانه به خدمت مشغول شد.

در سال1920 در پي پيشنهادهاي بسيار تدريس در دانشگاه زوريخ را پذيرفت و 6 سال را در اين دانشگاه سپري كرد. در اين سال ها مقاله هايي در زمينه ي گرماي وي‍ﮊه جامدها ترموديناميك آماري و طيف هاي اتمي توسط وي نگاشته شد. بزرگترين كار او ارايه ي معادله ي موج در سال 1926 بود. از آنجا كه در آن روزگار پايتخت آلمان يكي از مراكز بزرگ وفعال علمي به شمار مي رفت شرودينگر در سال 1927 به برلين رفت و در آنجا به عنوان جانشين ماكس پلانك مشغول به كار شد.

در سال1933 شرودينگر به طور مشترك با پل ديراك جايزه ي نوبل فيزيك را دريافت كرد. با افزايش روز افزون قدرت هيتلر شرودينگر بر آن شد كه آلمان را ترك كند. او ابتدا به انگلستان رفت وچندي نيز به عضويت در دانشگاه آكسفورد در آمد. پس از آن راه ايتاليا را پيش گرفت، اما پس از اقامتي كوتاه به دوبلين پايتخت ايرلند جنوبي رفت و در انجا مديريت بخش فيزيك را در انجمني كه به تازگي براي ﭙﮊو هش هاي پيشرفته داير شده بود، به عهده گرفت و تا زمان بازنشستگي در دوبلين ماند.

وي پس از بازنشستگي به وين بازگشت و در 4 ﮋانويه ي سال 1961 پس از يك بيماري طولاني در سن 73 سالگي چشم از جهان فرو بست.