لغز الجليد و الماء

 سقط جزء من قطعة الجليد الطافية ثم ذاب في الماء ، ماذا سيحدث لمستوى الماء؟
   - يزيد      - ينقص      - يبقى كما هو


ماذا لو ذاب الجليد كاملا؟



 الإجابة : مستوى الماء يبقى كما هو

حجم الماء لن يتغير سواء ذاب جزء من قطعة الجليد أو ذابت القطعة كلها لأن حجم الماء يزيد عندما يتجمد ، حجم الزيادة هو الجزء الظاهر فوق سطح الماء و بالتالي عندما يذوب يعود إلى حجمه الطبيعي.

 يمكن إثبات ذلك حسابيا كما يلي:

أولا لنتفق أن الكتلة الحجمية للماء = 1 غ\سم3 - الكتلة الحجمية للجليد = 0,92 غ\سم3 (هذا المقادير قد تتغير حسب نقاوة الماء )

لنسمي كتلة الجزء الذي سقط ب "ك" ، ولتبسيط المسألة دعنا نقسم العملية إلى مرحلتين المرحلة الأولى إنفصال الجزء من القطعة و المرحلة الثانية سقوطه و ذوبانه في الماء :

- أولا ينفصل الجزء من القطعة : نحسب تغير مستوى الماء في الحوض قبل أن يسقط فيه :

تغير حجم الماء يكون حسب كتلة و كثافة الجسم الذي يطفو عليه ، فإذا أنقصنا الكتلة "ك" فإن مستوى الماء ينخفض بنفس وزن الكتلة، بصيغة أخرى:

حجم الماء الذي ينقص بفقدان الكتلة "ك" = ك \ الكتلة الحجمية للماء = ك\1 = ك

إذن مستوى الماء ينخفض بحجم مقداره "ك"

- ثانيا يسقط الجزء في الماء و يذوب: كما نعلم أن الماء يزداد حجمه ب 9% عندما يتجمد و العكس صحيح فالجليد ينقص حجمه عندما يذوب ب 9% و بالتالي فكمية الماء التي أضيفت هي:

حجم الماء المضاف = حجم قطعة الجليد \ 1,09

حجم قطعة الجليد = ك \ الكتلة الحجمية للجليد = ك \ 0,92

ومنه حجم الماء المضاف = ك × 0,92 \ 1,09 = ك

و بالتالي فحجم الماء الذي نقص بفقدان الجزء من قطعة الجليد زاد بعد سقوطه في الماء و ذوبانه فيه و بالتالي فإن حجم الماء لن يتغير.



إقرأ أيضا:

لماذا يطفو الجليد على سطح الماء؟ 

 

أضف تعليق

أحدث أقدم