يستطيعُ الأسيتون المُستعمَل في إزالةِ طلاءِ الأظافر نفخَ البالونات باستخدام طريقةٍ بسيطة، والتي تعتمدُ على فُروق الحجم بين السّوائل والغازات. تتطلبُ التجربة إشرافَ شخصٍ بالغ!
المعدّات
-
بالون
-
أسيتون
-
وعاء
-
مياه مغلية (احذروا!)
-
ملعقة
سيرُ التجربة
يمكنكم مشاهدة سير التجربة في الفيديو التالي:
شرح
تعتمدُ التجربة على حقيقة أنّ أيّ مادة في العالم تقومُ بتغييرِ حالتها من السّائل إلى الغاز فإنها تقوم بتغيير حجمها بشكلٍ ملحوظٍ أيضًا: يحتلّ الغاز حجمًا أكبر بكثير من السّائل الذي يكون تحت نفس ظروف الضغط والحرارة. ما هو حجمُ التغيير في الحجم؟ دعونا نأخذ الماء كمثال على ذلك: تحتوي ملعقة صغيرة من الماء على حوالي 5 سم مكعب. إذا قمنا بتسخين الماء إلى 100 درجة مئوية، فإننا نقوم بغلي الماء وتحويله إلى بخار، سيكونُ حجمه حوالي 8.5 لتر (يمكنُ قياس ذلك في تجربةٍ علميةٍ باستخدامِ بالونٍ كبيرْ). 8.5 لتر هي عبارة عن 8500 سم مكعب، أيّ أنه عند الانتقال من السّائل إلى الغاز، قد ازداد حجم المياه بمقدار 1700! هذا هو ترتيب حجم جميع المواد في العالم. أي أنّ الحجم قد ازداد عدة مئات من المرات عند الانتقال من السائل إلى الغاز.
إذًا، لماذا لم نستخدم الماء في التجربة؟ - لأنّ درجة حرارة غليان الماء عالية نسبيًا، 100 درجة مئوية ، ويصعُب الوصول إليها بدون تسخينٍ كبير.
من حسن حظّنا، تمتلك المواد المختلفة درجات حرارة غليان مختلفة، يُمكننا أيضًا إيجاد مواد تكون ذات درجة غليان أقلّ، بحيث يكون من السهل التعامل معها. في هذه التجربة، اخترنا استخدام الأسيتون، وهو ذو درجة حرارة غليان تبلغ 56 درجة مئوية. استخدمنا في وسيلة التسخين وعاءً يحتوي على الماء المغليّ (كما ذكرنا سابقًا أنّ درجة حرارة غليان الماء هي 100 درجة مئوية، فمن المرجح أن تبرد حتى تصل إلى 90 درجة مئوية تقريبًا في الوعاء). لأنّ الأسيتون الموجود في البالون يسخن إلى درجة حرارة أعلى من 56 درجة مئوية فإنه يغلي داخل البالون، أيّ أنه يتحول لأسيتون غازيّ، وهذا الغاز هو الذي سيقوم بنفخ البالون. في التحول من سائل إلى غاز عند درجة حرارة 56 درجة، يزيد الأسيتون من حجمه حتّى 372 مرة (عند وجوده في وحدة ضغط جويّة واحدة - ضغط الهواء المعتاد، كما هو الحال في تجربتنا).
من الجدير بالذكر
يمكن استخدامُ العملية العكسية، للانتقال من الغاز إلى السائل - لانكماش الأجسام، انظروا على سبيل المثال: تجربة القنينة المُنكمشة، تُغيّر الغازات أيضًا من حجمها كثيرًا في التسخين والتبريد، شاهدوا تجربة البالون في داخل القنينة للتوسّع.
الترجمة للعربيّة: بنان مواسي