درجة الحرارة

درجة حرارة
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
درجة حرارة جسم ما هي مؤشر على كمية الطاقة الحرارية التي يختزنها الجسم كما أنها مؤشر على مدى حركية ذراته حيث يمكن رياضياً ايجاد معادلة تصل بين الطاقة الحركية لجزيئات أو ذرات جسم ما ودرجة حرارته. هناك العديد من الوحدات لقياس درجة الحرارة مثل الكلفن و السيلزيوس

[عدل]وحدات قياس الحرارة

الكلفن وهو المقياس المعتمد من قبل المنظومة العالمية SI وهو مقياس كثير الاستعمال في الميادين العلمية.
يجب استخدامه إذا أريد حساب نسب من درجة الحرارة.

السيلزيوس (درجة حرارة مئوية) وهو المقياس المعتمد في حياتنا اليومية في غالبية دول العالم.
الفهرنهيت وهو المقياس المعتمد في الولايات المتحدة الأمريكية.
درجة الحرارة المطلقة وهي كلفن.

سعة حرارية (قسم السعة الحرارية للمواد الصلبة)
بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل لاتختلف السعة الحرارية عند ضغط ثابت ... ثابت ، والسعة الحرارية عند حجم ثابت ، حيث تتمدد الغازات كثيرا بالحرارة : ...
13 كيلوبايت (1,208 كلمات) - 12:28، 6 يناير 2013
سكون البذرة
يتمثل في وجود الأغلفة الصلبة التى تمنع تمدد الجنين خلال عملية الإنبات ... هـ- المعاملة بالحرارة المرتفعة High temperature scarification ...
36 كيلوبايت (3,525 كلمة) - 04:39، 13 سبتمبر 2012
محرار
الحرارة هو أداة صغيرة تُستخدم لقياس درجات حرارة الغازات و السّوائل والمواد الصلبة . ... تعتمد على تأثر بعض المواد الكيميائية بالحرارة وتغير لونها. ...
7 كيلوبايت (512 كلمة) - 20:04، 8 ديسمبر 2012
الحراريات فى صناعة الصلب (قسم تصنيف المواد الحرارية)
المواد الحرارية هي مواد أو مركبات لها درجة انصهار عالية قد تصل إلى 3500 درجة مئوية ... كال تآكل بفعل الصدمات الميكانيكية للشحنة الصلبة أثناء

ديميتري مندلييف
في قسم اخر من الكيمياء الفيزيائية قام بالتحقق من تمدد السوائل بالحرارة, وقدم معادلة مماثلة لمعادلة جاى لوساك لتجانس تمدد الغازات, بينما ...
19 كيلوبايت (1,503 كلمات) - 14:04، 5 فبراير 2013
حرارة
تسمى بالحرارة النوعية وهي تعتمد على حالة المادة و تركيبها الكيماوي . ... أما في السوائل والجوامد فلا فرق يذكر بين هاتين الحرارتين النوعيتين ...
25 كيلوبايت (2,199 كلمة) - 19:00، 4 يناير 2013
محرار
الحرارة هو أداة صغيرة تُستخدم لقياس درجات حرارة الغازات و السّوائل والمواد الصلبة . ... تعتمد على تأثر بعض المواد الكيميائية بالحرارة وتغير لونها. ...
7 كيلوبايت (512 كلمة) - 20:04، 8 ديسمبر 2012
المشتري
على الأرض وتشكل سحب الماء عواصف رعدية مدفوعة بالحرارة المرتفعة من داخله ... الأوروبية وبسبب احتمال وجود محيط من السوائل على سطح الأقمار أوروبا ...
114 كيلوبايت (11,423 كلمة) - 14:01، 28 ديسمبر 2012

الاحتكاك هي القوة المقاومة التي تحدث عند تحرك سطحين متلاصقين باتجاهين متعاكسين عندما يكون بينهما قوة ضاغطة تعمل على تلاحمهما معا (وزن أحد الجسمين مثلا). وتنتج كمية من الحرارة.

يحدث الاحتكاك بين المواد الصلبة، السائلة والغازية أو أي تشكيلة منهم.

وقوة الاحتكاك هي حاصل ضرب القوة الضاغطة بين الجسمين في معامل الاحتكاك. قح = قض X µ حيث: قح: قوة الاحتكاك قض: القوة الضاغطة بين الجسمين أو القوة العمودية على السطح الفاصل بينهما µ: معامل الاحتكاك، إما الساكن(µس) أو الحركي(µح)

يعتبر الاحتكاك قوة تطبق في الاتجاه العكسي لسرعة الجسم. فمثلا إذا دُفع كرسي على الأرض نحو اليمين تكون قوة الاحتكاك متجهة إلى اليسار. تنشأ قوة الاحتكاك بين الأجسام نتيجة وجود نتوءات وفجوات بين الأسطح فكلما كانت الأسطح ملساء كلما قلت تلك القوة. أثناء تحرك الجسم على السطح، تصطدم كل من النتوءات الصغيرة الموجودة عليه وذلك السطح، وحينئذ تكون القوة مطلوبة لنقل النتوءات بجانب بعضها الآخر. وتعتمد منطقة الاتصال الفعلي على القوة العمودية بين الجسم والسطح المنزلق. وتتناسب هذه القوة الاحتكاكية مع إجمالي القوة العمودية وتعادل هذه القوة غالبا وزن الجسم المنزلق تماما. وفي حالة الاحتكاك الجاف المنزلق حيث لا يوجد تشحيم أو تزييت، تكون قوة الاحتكاك مستقلة عن السرعة تقريبا. كما أن قوة الاحتكاك لا تعتمد على منطقة الاتصال بين الجسم والسطح الذي ينزلق عليه. وتعتبر منطقة الاحتكاك الفعلية منطقة صغيرة الحجم نسبيا، وتعرف منطقة الاحتكاك بأنها تلك المنطقة التي يحدث فيها تلامس فعلي بين كل من النتوءات الصغيرة الموجودة على الجسم والسطح الذي ينزلق عليه.

معامل الاحتكاك

معامل الاحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين والقوة الضاغطة بينهما، وليس له وحدة قياس. ويعتمد على مادتي الجسمين. مثلا الجليد على المعدن لهما معامل احتكاك قليل (أي إنهما ينزلقان على بعض بسهولة). أما المطاط على الأسفلت فلهما معامل احتكاك عالي جدا (لا ينزلقان على بعض)، انظر الجدول. µس السطح 2 السطح 1 0.06 جليد خشب 0.02 - 0.1 ثلج نحاس أصفر 0.07 معدن (مشحم) معدن 0.25 خشب بلوط خشب بلوط 0.5 - 0.9 خرسانة (مبللة) مطاط 0.7 - 1 خرسانة جافة مطاط معامل الاحتكاك الساكن لبعض المواد

يعتبر معامل الاحتكاك كمية تجريبية، أي انه يجب قياسه عن طريق التجربة ولا يمكن حسابه بالمعادلات الرياضية. كما أن معظم المواد الجافة مع بعضها تعطي معامل احتكاك بين 0.3 و 0.6. ومن الصعب الحصول على قيمة خارج هذا المجال. إن قيمة 0 لمعامل الاحتكاك تعني انه لا يوجد احتكاك بالمرة وسينزلق الجسمان على بعضهما إلى ما لا نهاية. و يكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي لأن النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الأجسام المتلاصقة تتداخلان في بعضهما فتسببان مقاومة السطحين للانزلاق. ولكن إذا بدأ الجسم في الانزلاق فلن يتوفر الوقت اللازم للسطحين لكي يتلاحما تماماً كل مع الآخر.و نرمز له ب Fr بالنسبة إلى الاحتكاك المقاوم و Fm للاحتكاك المحرك.

أنواع الاحتكاك

[عدل]الاحتكاك الساكن
يحدث الاحتكاك الساكن عندما يكون الجسمان غير متحركان بالنسبة إلى بعضهما البعض (مثل الطاولة على الأرض). معامل الاحتكاك الساكن يرمز له بالرمز (µس). القوة الابتدائية اللازمة لتحريك هذا الجسم تكون عادة أكبر بقليل من قوة الاحتكاك الساكن. يكون معامل الاحتكاك الساكن عادة أكبر من معامل الاحتكاك الحركي.

مثال على الاحتكاك الساكن هو القوة التي تمنع عجلات السيارة من الانزلاق على سطح الدوران. فعلى الرغم من أن العجلات تدور، إلا أن النقطة النسبية للحركة بين العجلة والأرض تكون ساكنة بالنسبة للأرض ولذلك يكون الاحتكاك ساكن وليس تحريكيا.

[عدل]الاحتكاك الحركي
يحدث الاحتكاك الحركي عندما يتحرك الجسمين بالنسبة إلى بعضهما البعض ويحتك أحدهما بالآخر(مثل مز لجة على الأرض). معامل الاحتكاك الحركي يرمز له بالرمز (µح). ويكون عادة اقل من معامل الاحتكاك الساكن.

أمثلة على الاحتكاك الحركي

الاحتكاك الانزلاقي: يحدث عندما يحتك جسمين صلبين ببعضهما البعض (مثل تحريك كتاب على الطاولة).
الاحتكاك المائع (احتكاك الموائع): يحدث عندما يتحرك جسم صلب خلال مادة سائلة أو غازية (مثل مقاومة الهواء لحركة الطائرة، أو مقاومة الماء لحركة الغطاس).
الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك: عندما يتحرك جسم على سطح بمعامل احتكاك حركي(µح) وقوة عمودية(قع) تكون كمية الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك U تساوي: U = µح X قع X ف حيث ف هي المسافة المقطوعة بواسطة الجسم. هذه المعادلة مماثلة للمعادلة (الطاقة المفقودة=القوة Xالمسافة) وهذا لأن الاحتكاك كمية غير متجهة.

[عدل]فوائد الاحتكاك

كثيرا ما ننظر إلى قوة الاحتكاك على أنها قوة مبددة، ومعيقة لحركة الأجسام ،وعندما نحسب الشغل المبذول ضد الاحتكاك نعتبره شغلا ضائعا ونحاول في الكثير من التصاميم الميكانيكية تقليل قوى الاحتكاك إلى أقل قدر ممكن بغية تحقيق أداء أفضل للآلات والماكينات ولكن.. هل الاحتكاك ضار إلى هذا الحد؟ وما الذي سيحدث لو أن الاحتكاك في لحظة ما قد اختفى من العالم، أي أصبح صفرا؟

إذا اختفى الاحتكاك فلا بد إن السيارات والقطارات وجميع وسائل المواصلات لن تستطيع أن تتحرك لأنها تتحرك بواسطة الاحتكاك بين الأرض والعجلات. وحتى لو تحركت فإنها لن تستطيع أن تتوقف، لأن الفرامل تعتمد أساسا على الاحتكاك.كما لن يستطيع الناس السير أو حتى الوقوف وقفة سليمة، وكأنهم واقفون على أرضية جليدية. ولن يستطيعوا أن يمسكوا بأي شيء لأنه سينزلق من أيديهم. كما ستتفتت الجبال ولن يبقى عليها أي غطاء من التربة.و لن تبقى أي بناية سليمة بل ستتهدم. وستفك الحبال المربوطة. كل هذا بسبب الانزلاق وانعدام الاحتكاك. باختصار، الحياة مستحيلة بدون احتكاك.

فللاحتكاك فوائد مهمة؛ فهو يجعل عجلات السيارة تتحرك على الرصيف، ويجعل عجلات القاطرة تمسك بقضبان السكك الحديدية. وهو يسمح للسير الناقل بأن يدير البكرة دون انزلاق. وأنت لا تستطيع السير دون الاحتكاك لتمنع حذاءك من التزحلق على الرصيف. ولهذا فمن الصعب السير على الجليد؛ حيث أن السطح الأملس يسبب احتكاكاً أقل من الرصيف، وبذلك يسمح للحذاء بالانزلاق. ويثبت التربة على سطح الجبال ويثبت البنايات ويجعلها قائمة. ويجعل الحبال المربوطة تبقى ثابتة. بالإضافة إلى العشرات إن لم يكن المئات من الفوائد الأخرى

مساوئ الاحتكاك

على الرغم من أهمية الاحتكاك واستحالة الحياة بدونه كما رأينا، إلا أن له مساوئ عديدة قد تؤدي إلى أضرار كبيرة على المدى البعيد. الشغل المبذول بواسطة الاحتكاك يتم تحويله إلى تشوه وحرارة. ففي الآلات، يجعل الاحتكاك جزءا كبيرا من الطاقة المبذولة يذهب سدى. ويحولها إلى طاقة حرارية تتطلب المزيد من التبريد. وأحيانا يؤدي الاحتكاك إلى ذوبان بعض الأجسام كما يؤدي إلى التشوه، والتشوه في الأجسام صفة متلازمة مع الاحتكاك. مع انه قد يكون مفيدا في بعض الحالات (مثل صقل الأجسام). إلا أنه عادة يكون مشكلة، لأن الأجسام تبلى وتفقد قدرتها على التحمل، وقد تتعطل بعض الآلات. وعلى المدى الطويل يمكن أن تؤثر على خصائص السطوح وقد تؤثر على معامل الاحتكاك نفسه، وتستطيع أن ترى هذا بنفسك في إطارات السيارات القديمة، حيث يكون سطحها أملس تماما. هذه هي مساوئ الاحتكاك في الحياة العملية. وقد كان وما زال للاحتكاك اثر سلبي في تطور العلم، فقد تأخر استنتاج قوانين الحركة لسنوات عديدة بسبب الاحتكاك. ولأن الحرارة والحركة المتولدة عن الاحتكاك تتبدد بسرعة، فقد استنتج العديد من الفلاسفة القدماء (و منهم أرسطو) إن الأجسام المتحركة تفقد من طاقتها بدون وجود قوة معاكسة لها. وهذه النظرية الخاطئة لم تكن لتصاغ لولا الاحتكاك.

[عدل]طرق تقليل الاحتكاك
الأجهزة:
مثل العجلات أو الأنابيب الدوارة المستخدمة في المطارات لنقل الحقائب من مكان إلى آخر. والتي تحول الاحتكاك الانزلاقي إلى احتكاك دحروجي. والذي يقلل من الاحتكاك.

التقنيات:
إحدى التقنيات التي يستعملها مهندسو القطارات هي جعل الروابط بين مقطورات القطار رخوة. وهكذا يستطيع القطار أن يسحب كل مقطورة على حدة بدلا من سحبها جميعا. وهذا يقلل الاحتكاك الكلي ويجعله موزعا على الزمن.

المزلقات أو سوائل التزليق:
من أهم الوسائل المستخدمة لتقليل الاحتكاك هي استخدام المزلقات، مثل الزيوت والشحوم. فالزيت يقلل الاحتكاك. فمعامل الاحتكاك لحديد متدحْرج على خشب مزيت على سبيل المثال يصبح أقل كثيرا من 0,018، لأن نوع السطح ليس له أثر تقريباً عندما يكون مغطى بالزيت أو بسوائل أخرى، وحينئذ يعتمد الاحتكاك على لزوجة السائل والسرعة النسبية بين الأسطح المتحركة. مع ان معظم المزلقات تكون سائلة، إلا أن بعضها صلب مثل التلك والجرافيت.

والمزلقات السائلة تكون ذات " لزوجة" قليلة توضع بين سطحين لتقليل معامل الاحتكاك بدرجة كبيرة. والسوائل اللطيفة أقل لزوجة من السوائل الغليظة، وأسرع تدفقًا. فاللزوجة خصيصة من خصائص الموائع تجعلها تقاوم التدفق. وهي تحدث نتيجة للاحتكاك الداخلي لجزيئات السائل التي يتحرك بعضها قبالة بعض. فالمائع ذو اللزوجة المنخفضة (صابون مثلا)، يتدفق بسرعة أكبر من المائع ذي اللزوجة العالية (صمغ مثلا).

ولجميع الموائع، بما في ذلك السوائل، والغازات، درجة معينة من اللزوجة. وبعض المواد التي تبدو صلبة، مواد ذات لزوجة عالية وتتدفق ببطء شديد ومثال ذلك القار. ودرجة اللزوجة مهمة جداً في العديد من الاستعمالات. فعلى سبيل المثال، تحدد لزوجة زيت المحرك كفاءته في تشحيم أجزاء محرك السيارة. وكلما كان تداخل جزيئات السائل أكثر قوة، كان للسائل لزوجة أكبر. وعموماً، كلما كان حجم أو طول الجزيء أكبر، كان التداخل أقوى. وتحدد درجة حرارة المائع قوة تداخل جزيئاته، حيث تتداخل الجزيئات في المائع أكثر كلما انخفضت درجة الحرارة. وهكذا، فإن الموائع الساخنة تكون ذات لزوجة أقل من لزوجة الموائع الباردة. ولكن جزيئات الغاز تتداخل بقوة أكثر في درجة حرارة عالية. لذلك فإن لها لزوجة أكبر من لزوجة الغازات الباردة. وإحدى طرق زيادة لزوجة سائل هي إذابة البوليمرات (سلاسل جزيئية طويلة) فيه. وتصبح هذه الجزيئات متشابكة فتقاوم التدفق. كذلك، فإن إضافة جسيمات صلبة للمائع يزيد أيضًا من درجة اللزوجة[2].

[عدل]الالتحام البارد
مع انه كلما زادت الخشونة زاد الاحتكاك. لكن إذا وضع سطحين ناعمين جدا (قريبين من النعومة التامة) من المعدن مع بعض وأزيلت الشوائب بينهما تماما بواسطة الفراغ، فانهما سيلتصقان مع بعض ويصبح من الصعب فصلهما وهو ما يسمى بــ"الالتحام البارد". هذا يعني انه عندما يصل الجسم إلى مرحلة قريبة من النعومة التامة. يصبح الاحتكاك معتمدا على طبيعة القوى الجزيئية في مساحة الالتحام. لذا فإن الأجسام المختلفة التي لها نفس درجة النعومة قد يكون لها معاملات احتكاك مختلفة جدا.

الحرارة الكامنة هي كمية من الحرارة الازمة لتحويل المادة من حالة إلى أخرى لكل واحد كيلو جرام من المادة، وتعتبر من الخصائص المميزة للمادة، (أي من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة أو إلى الحالة الغازية)، وحدة قياسها هي الجول.

و هذا التعريف يرجع إلى جوزيف بلاك في عام 1750. والكلمة مستنبطة من الكلمة اللأتينية latere والتي تعني كامن أو مختبئ. إلا ان هذا التعريف قد استبدل حديثا بتعبير إنثالبي التحول.

مثلاً : الحرارة الكامنة حرارة تبخر، وبالنسبة للماء هي كمية الحرارة اللازمة لتبخير واحد كيلو جرام من الماء. ومن المعروف أن الماء يتبخر في ظروف الضغط العادي عند درجة حرارة ثابتة وهي 100 درجة مئوية. وعند 100 درجة مئوية تظل درجة الحرارة ثابتة حتي يتحول كل الماء إلى بخار.

كذلك توجد لكل سائل سواء كان ماءا أو زئبقا أو نحاسا حرارته الخاصة به للبخر. وبالتالي فكل مادة لها حرارة تبخر أو غليان وحرارة انصهار أو تجمد ويمكن تعيينها معمليا.

و هناك كمية حرارة أخرى للحرارة الكامنة وهي حرارة كامنة للتجمد حرارة انصهار. وهي كمية الحرارة اللآزمة لتحويل 1 كيلوجرام من المادة الصلبة، مثل الحديد من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. وهذا يحدث عند درجة حرارة معينة تختلف من مادة لمادة.

والمميز لذلك التحول من حالة إلى حالة أنه يحدث دائما عند درجة حرارة ثابتة. أي أننا بتبريد الماء مثلا إلى درجة الصفر، يبدأ الماء في التحول إلى ثلج. وتظل درجة الحرارة ثابتة عند درجة الصفر المئوي رغم استمرارنا في التبريد، ولا تبدأ درجة الحرارة في الهبوط ثانيا إلا بعد تحول كل الماء إلى ثلج.

وخلال تحول المادة الصلبة إلى سائل وكذلك عند تحول السائل إلى الحالة الغازية لا بد من تزويد المادة بحرارة من الخارج، ولهذا يسمى هذا النوع من العمليات بأنها تمتص الحرارة Endothermic. وبالعكس، عندما يتحول الغاز إلى سائل، أوالسائل إلى الحالة الصلبة ينتج عن ذلك حرارة ولذلك نقول عن ذلك النوع من التحول أنه يـُصدر حرارة أو مصحوبا بإنتاج حرارة Exothermic.

وعلى سبيل المثال عندما يتحول جزيئا للماء من حالة السيولة إلى بخار فإن سطح الماء يفقد شيئا من الحرارة وتنخفض درجة حرارة الماء. ذلك لأنه تلزم طاقة للتغلب على القوي الرابطة بين الجزيئات في الوسط السائل، بحيث يتحرر الجزيئ ويغادر سطع الماء. وعند تكثف جزيئ الماء وعودته وارتباطه بالماء ثانيا، فإنا يطلق تلك الحرارة ويعيدها إلى الماء، تلك الحرارة التي اكتسبها من قبل عندما تحول إلى بخار.

وبسبب الحرارة الكامنة (إنثالبي Enthalpie) العالية المقدار لتكثيف بخار الماء فهو يعتبر وسط ممتاز للتسخين ويفوق الماء المغلي في ذلك، إلا أن خطورته كبيرة في نفس الوقت.

معادلة الحرارة الكامنة

لحساب الحرارة الكامنة تـُستعمل المعالة:


حيث:

Q كمية الطاقة المُمتصة أو الصادرة من المادة أثناء تحولها من حالة إلى حالة بالجول

m كتلة المادة

L الحرارة الكامنة للمادة[ تختلف من مادة لمادة (أنظر الجدول)] (J kg−1).

أي أنه لتعيين الحرارة الكامنة لمادة معينة، نعين كمية الحرارة الناتجة أثناء تحول المادة من الحالة الغازية مثلا إلى الحالة السائلة ونقسمها على كتلة المادة بالجرام أو بالكيلوجرام.

[عدل]استخدام الحرارة الكامنة في التدفئة



مدفئة للجيب تباع في البلاد الباردة
يستخدم الحرارة الكامنة وعلى الأخص الناتجة أثناء التحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة للتدفئة بوساطة عبوات مناسبة تباع في الاسواق في البلاد الباردة. فعند شحن العبوة، وتكون عادة من الأملاح أو البارافين، تنصهر المادة وتحتفظ بكمية كبيرة من حرارة الانصهار. وعند الاستخدام تنطلق تلك الحرارة ثانيا عند التصلب.

[عدل]الحرارة الكامنة لبعض المواد

الحرارة الكامنة للانصهار وللغليان لبعض المواد المعهودة، بوحدة(جول / جرام)
المــادة حرارة كامنة
انصهار
J/g درجة
انصهار
°C حرارة كامنة
للتبخر
J/g درجة
الغليان
°C
كحول إيثيلي 108 -114 855 78.3
الأمونيا 339 -75 1369 -33.34
ثاني اكسيد الكربون 184 -57 574 -78
هيليوم 21 -268.93
هيدروجين 58 -259 455 -253
رصاص 24.5 372.3 871 1750
نيتروجين 25.7 -210 200 -196
أكسجين 13.9 -219 213 -183
R134a -101 215.9 -26.6
Toluene -93 351 110.6
تربنتين 293
ماء 334 0 2260 (at 100oC) 100

لويس جوزيف غي ـ لوساك
في عام 1802 م اكتشف قانوني تمدد الغازات بالحرارة و اكتشف بيروكسيد الصوديوم و بيروكسيد البوتاسيوم و قام بدراسة التخمر و التركيب ...
4 كيلوبايت (178 كلمة) - 07:35، 31 ديسمبر 2012
ديميتري مندلييف
في قسم اخر من الكيمياء الفيزيائية قام بالتحقق من تمدد السوائل بالحرارة, وقدم معادلة مماثلة لمعادلة جاى لوساك لتجانس تمدد الغازات, بينما ...
19 كيلوبايت (1,503 كلمات) - 14:04، 5 فبراير 2013
الحراريات فى صناعة الصلب
أن يكون لها قابلية عالية في الاحتفاظ بالحرارة دون فقدها. ... تدخل في طبقة الخبث وكلما زادت نسبة حجوم الغازات المحبوسة داخل الخبث فإن قابليته ...
48 كيلوبايت (4,276 كلمة) - 17:40، 6 فبراير 2013
دورة أوتو
بعكس دورة ديزل المثالية ، والتي تُمد بالحرارة خلال عملية متساوية الضغط . ... الدورة: 3 - 4 : عملية تمدد (عملية متساوية الإنتروبية ) ...
11 كيلوبايت (952 كلمة) - 09:40، 18 نوفمبر 2012
معامل ثبات الاعتلاج (قسم علاقة κ بالحرارة النوعية)
علاقة κ بالحرارة النوعية : نسبة السعتين الحراريتين ويرمز لها (\kappa kappa) هي النسبة بين الحرارة النوعية ... معامل ثبات الاعتلاج لبعض الغازات ...
14 كيلوبايت (1,234 كلمة) - 11:17، 1

معامل ثبات الاعتلاج (قسم علاقة κ بالحرارة النوعية)
علاقة κ بالحرارة النوعية : نسبة السعتين الحراريتين ويرمز لها (\kappa kappa) هي النسبة بين الحرارة النوعية ... معامل ثبات الاعتلاج لبعض الغازات ...
14 كيلوبايت (1,234 كلمة) - 11:17، 16 سبتمبر 2012
سعة حرارية
ثابت ، والسعة الحرارية عند حجم ثابت ، حيث تتمدد الغازات كثيرا بالحرارة : ... ويحدث ذلك بسبب تمدد الغاز تحت وقع الحرارة وبسبب محافظتنا على ثبات ...
13 كيلوبايت (1,208 كلمات) - 12:28، 6 يناير 2013
حرارة
تسمى بالحرارة النوعية وهي تعتمد على حالة المادة و تركيبها الكيماوي . ... المحرار: أو تمدد غاز بارتفاع درجة حرارته . نقيس درجة الحرارة ب درجة ...
25 كيلوبايت (2,199 كلمة) - 19:00، 4 يناير 2013
محرار
المِحْرَار أو مقياس الحرارة هو أداة صغيرة تُستخدم لقياس درجات حرارة الغازات و ... الاجسام تعتمد على تأثر بعض المواد الكيميائية بالحرارة وتغير لونها. ...
7 كيلوبايت (512 كلمة) - 20:04، 8 ديسمبر 2012
المشتري
على الأرض وتشكل سحب الماء عواصف رعدية مدفوعة بالحرارة المرتفعة من داخله ... المغناطيسي في هذه المنطقة مسببة تمدد الغلاف المغناطيس في الجزء ...
114 كيلوبايت (11,423 كلمة) - 14:01، 28 ديسمبر 2012

مغناطيسية حديدية
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من المغناطيسية الحديدية)


ترتيب مغناطيسية الذرات المغنيطوحديدية في حبيبة من حبيبات المادة الصلبة).


برادة حديد على ورقة وفي وسطها قضيب مغناطيسي , تتخذ البرادة اتجاه خطوط المجال المغناطيسي.


الحبيبات المغناطيسية في سبيكة حديد نيوديم وبور وتتصف بالمغناطيسية الحديدية. (مقطع الحبيبة نحو 10 ميكرومتر).
المغنطيسية الحديدية Ferromagnetism تظهر خاصية ال مغنطيسية على بعض المعادن مثل الحديد والكوبلت والنيكل. تتسم ذرات تلك العناصر بوجود المغناطيسية بها حيث يحدث ترابط بين اللف المغزلي للإلكترونات التي تشغل المدار 3d في الذرة، وينتج عن محصلة ذلك الترابط مغناطيسا صغيرا في حجم الذرة. أي أن ذرات تلك العناصر لها تلك الخاصية المغناطيسية الفروحديدية. ويحدث أن الذرات المتجاورة تهيئ اتجاه مغناطيسيتها بحيث تتخذ جميعها نفس الإتجاه، ويظهر ذلك في هيئة المغناطيس المستقيم المعهود لنا.

[عدل]تفسيرها

يتخذ اللف المغزلي في الذرة في العادة إتجاها معكوسا للعزم المغزلى المغناطيسي للإلكترون الذي يشاركه في المدار. بذلك تصبح محصلة العزمين المغزليين لكل زوج من الغلكترونات في الذرة مساوية للصفر ، ولا تظهر خاصية المغناطيسية على المادة. هذا بعكس ما يحدث في حالة ذرة الحديد والمواد ذات المغناطيسية الحديدية ، حيث يتخذ اللف المغزلي للإلكترونات الموجودة في المدار 3d نفس الاتجاه وتصبح الذرة مغناطيسية. واحتار العلماء للسؤال: لماذا يحدث ذلك فقط في الحديد والكوبلت والنيكل فقط ؟ ولم تستطع الميكانيكا الكلاسيكية تفسير هذه الظاهرة. إلى أن جاءت ميكانيكا الكم في الأعوام 1923 - 1930 وفسرت تلك الظاهرة. والتفسير هو أن في تلك المواد يحدث تآثر كمومي بين العزوم المغزلية المغناطيسية للذرات المتجاورة بحيث تكون الحالة القاعية وبالتالي طاقتها الكامنة أقل ما يمكن في حالة اتخاذ إلكترونات المدار 3d نفس الاتجاه.

الاستخدامات

تستخم المغناطيسات والمواد المغناطيسية في المحولات الكهربائية لتوليد التيار المتردد كما تستخدم في العديد من الأجهزة الكهربائية والإلكترونية مثل مكبرات الصوت في الراديو والتلفزيون. كما تستخدم المغناطيسات الكهربائية الكبيرة المستخدمة في عمليات الفرز.

تتميز المواد المغناطيسية الحديدية بنفاذية مغناطيسية عالية >> 1 . لذلك فهي توصل خطوط المجال المغناطيسي فيها احسن من توصيل الهواء حولها (توصيل الهواء للمجال الغناطيسي ≈ 1) . لذلك تستخدم المواد المغناطيسية الحديدية تطبيقات كثيرة في المحركات الكهربائية و المحولات .

ولها تطبيقات أخرى مثلما في منتجات التخزين الإلكتروني وعل الأخص في تكنولوجيا المعلومات مثلما في استغلال تأثير مقاومة مغناطيسية كبرى GMR و مقاومة مغناطيسية نفقية TMR في صناعة رؤوس القراءة للأقراص الصلبة . وقد نال العالمان الفيزيائيان بيتر غرونبيرغ من جامعة يوليش و البرت فير من باريس على جائزة نوبل للفيزياء عام 2007 عن عملهما في هذا المجال.

[عدل]اقرأ أيضا

مغناطيسية مسايرة
مغناطيسية معاكسة
مغناطيس
فريمغناطيسية
قابلية مغناطيسية
عزم مغناطيسي
عزم مغزلي

مغناطيسية معاكسة
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من المغناطيسية المعاكسة)


استرفاع الكربون بالتحلل الحراري
المغناطيسية المعاكسة أو النفادية المغناطيسية أو الديامغنطيسية (بالإنجليزية: Diamagnetism) هي خاصية مادة تسبّب إنشاء حقل مغناطيسي يعارض تأثير أي حقل مغناطيسي يؤثّر من الخارج فيُنتج قوة تنافر بين المادّة ومصدر الحقل الخارجي. تحديداً يغيّر الحقل المغناطيسي الخارجي سرعة مدار الإلكترونات حول نوى الذرات، فيغيّر بذلك العزم المغناطيسي للذرات.

وبحسب قانون لنتس يعارض الحقل المولَّدُ الحقل المولِّدَ. المغناطيسات المعاكسة هي من صفات مواد ذات نفاذية كهرومغناطيسية أقل من نفاذية الفراغ أي ذات نفاذية كهرومغناطيسية نسبية أقل من 1. نتيجة عن ذلك فهذا النوع من المغناطيسية يتواجد حصرياً حين تكون المواد تحت تأثير حقل كهرومغناطيسي خارجي. وفي معظم المواد يكون تأثيرها ضعيفاً إلا في المواد ذات الموصلية الفائقة حيث يكون تأثير المغناطيسية المعاكسة قويّاً.

تسبّب المواد ذات المغناطيسية المعاكسة خطوط التدفق المغناطيسي أن تنحني بعيداً عنها، وتستطيع المواد فائقة النفاذية أن تبعدهم تماماً باستثناء طبقة رفيعة عند سطح تلك المواد.

مواد ذات مغناطيسية معاكسة

من المواد ذات المغناطيسية المعاكسة في الظروف الطبيعية (مثل درجة حرارة الغرفة) البزموث و الجرافيت.

[عدل]استرفاع



جرافيت معالج حراريا له صفات المغناطيسية المعاكسة ، تجعله يحوم فوق مغناطيس قوي.
يؤثر تأثير مقاومة المغناطيسية عند وجود حقل مغناطيسي شديد القوة (نحو 15 تسلا معمليا) على استرفاع الماء ، وحتى تجعل حيوانا مثل الضفضعة تحوم في الهواء بعيدا عن مصدر المغناطيسية. وتسمى هذه الظاهرة بالاسترفاع المضاد للمغناطيسية وجد جربت أيضا على الخشب. ومن الممكن أن تجرى مثل تلك التجارب على الإنسان.

ويتسم الجرافيت المعالج حراريا بطريقة التفكيك الحراري أو التحلل الحراري بخاصية انه يكون ذو مغناطيسية معاكسة في الاتجاه البلوري العمودي على القاعدة السداسية . وعند وصضع قطعة من الجرافيت المعالج حراريا بتلك الطريقة فوق مغناطيس ذاتي مثل مغناطيس الحديد والنيوديم والبور فنجد أن قطعة الجرافيت تحوم فوق المغناطيس.

مغناطيس
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من المغناطيس)



خطوط مجال مغناطيسي حول قضيب مغناطيس


برادة حديد تنتظم على ورقة وتتخذ اتجاه خطوط المجال المغناطيسي


مغناطيس في شكل حدوة الحصان.
المغناطيس أو القطاب أو جاذب هو خام الحديد المغناطيس، وهو معدن واسع الانتشار في الطبيعة ومعروف منذ القدم ومكون أولي في الصخور النارية.

محتويات [أخف]
1 التاريخ
2 مواد مغناطيسية
3 خصائص المغناطيسية
3.1 مجال مغناطيسي
3.2 عزم مغناطيسي
3.3 المغناطيسية
4 انواع المغناطيسية
5 حبيبات المغناطيسية
6 مغناطيس كهربائي
7 تطبيقات المغناطيس
7.1 استخدامات المغناطيس
8 مواضيع ذات علاقة
9 المراجع
[عدل]التاريخ

وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه: الجماهر في معرفة الجواهر فصلا عن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهرباء) وهي جذبهما للأشياء، وبين أن المغناطيس يتفوق على العنبر في هذه الصفة، وأشار البيروني إلى أن أكثر خامات المغناطيس موجودة في بلاد الأناضول وكانت تصنع منها المسامير التي تستخدم في صناعة السفن في تلك البلاد، أما الصينيون فكانوا يصنعون سفنهم بضم وربط ألواح أخشاب الزيتون إلى بعضها بحبال من ألياف النباتات، ذلك أن هناك جبالا من حجر المغناطيس مغمورة في مياه بحر الصين كانت تنتزع مسامير الحديد من أجسام السفن فتتفكك وتغرق في الماء.

مواد مغناطيسية

المغناطيس الذاتي هو قطعة من المادة قابلة للمغنطة وينتج بذاته مجالا مغناطيسيا. ومن امثلة تلك المغناطيسات الذاتية المغناطيسات التي نجمل بها أبواب الثلاجة في المنزل أو التي نثبت به أوراقا على لوحات حديدية في المدرسة. وتسمى المواد القابلة للمغنطة، وهي المواد التي تنجذب بشدة أيضا إلى مغناطيس ذاتي، تسمى مواد ذات مغناطيسية حديدية أو ذات فريمغناطيسية. من تلك المواد نجد الحديد والكوبلت والنيكل وبعض السبائك المحتوية على عناصر أرضية نادرة. وبينما المواد ذات المغناطيسية الحديدية (والفريمغناطيسية) هي المواد التي تنجذب بشدة إلى مغناطيس ذاتي وتعتبر موادا مغناطيسية إلا أن المواد الأخرى تتأثر ضعيفا بمجال مغناطيسي بطريقة أو بأخرى، وتتصف بنوع آخر من صفات المغناطيسية.

وتصنع المغناطيسات الذاتية من مادة مغناطيسية حديدية شديدة "الصلابة " عن طريق معاملتها في مجال مغناطيسي شديد بحيث يوجه حبيباتها البلورية المغناطيسية في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. ويصعب ضياع مغناطيسيتها بسبب صلادتها (ليست مطاوعة). ومن أجل إزالة مغناطيسية مغناطيس فلا بد من تسليط مجال مغناطيسي عكسي عليه بشدة معينة تعتمد على ما يسمى مقاومة مغناطيسية للمادة. وتتميز المواد المغناطيسية الصلدة بمقاومة مغناطيسية عالية بينما تتصف المواد المطاوعة مغناطيسيا بمقاومة مغناطيسية منخفضة.

ترجع ظاهرة المغناطيسية في المواد إلى الإلكترون الذي يشكل الأغلفة الذرية للعناصر والذي هو ذاته يعتبر مغناطيسا صغيرا، حيث له عزم مغناطيسي ناتج عن عزمة المغزلي (انظر مغنطون بور).
[عدل]خصائص المغناطيسية



مغناطيس يجذب مغناطيس آخر. تتجاذب الأقطاب المتضادة وتتنافر الأقطاب المتماثلة.
[عدل]مجال مغناطيسي
مقال تفصيلي :مجال مغناطيسي
المجال المغناطيسي هو مجال متجه (مجال مغناطيسية الأرض توجه إبرة مغناطيسية). ويتسم المجال المغناطيسي عند أي نقطة بصفتين :

1) اتجاهه ويحدده الاتجاه الذي تتخذه إبرة البوصلة فيه، 2) شدته، ويبينه مدى انصياع الإبرة المغناطيسية لاتخاذ اتجاهه.

وطبقا لنطام نظام الوحدات الدولي تعطى وحدة المجال المغناطيسي بوحدة تسلا.

[عدل]عزم مغناطيسي
مقال تفصيلي :عزم مغناطيسي
يسمي العزم المغناطيسي أحيانا عزم ثنائي الأقطاب ويرمز له عادة بالرمز μ وهو كمية متجهة وهي تصف الخواص العامة للمغناطيس. وبالنسبة غلى قضيب مغناطيسي فإن اتجاه عزمه المغناطيسي يمر من قطبه الجنوبي إلى قطبه الشمالي. إلى الآخر. [1] وتعتمد شدته على قوة القطبين وعلى بعد القطبين عن بعضهما البعض.

وتقاس وحدة العزم المغناطيسي بوحدة أمبير.متر مربع، طبقا لنظام الوحدات الدولي.

وينشيئ المغناطيس مجاله المغناطيسي حوله كما أنه يتأثر ويتعامل مع مجال مغناطيسي خارجي. ويعتمد قوة المجال المغناطيسي الذي ينتجه عند نقطة معينة على شدة عزمه المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك فعندما يوضع المعغناطيسي في مجال مغناطيسي خارجي آهيا من مغناطيس آخر أو من مصدر آخر فإنه يتأثر بقوة عزم دوران تحاول توجيهه في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. ويتناسب عزم الدوران مع العزم المغناطيسي كما يتناسب مع شدة المجال الخارجي.



مجال مغناطيسي ناشيئ عن مرور تيار منتظم في ملف سلكي. هذا النظام يعادل مجال القضيب المغناطيسي. (يبين الشكل مقطعا للولب، وتعلم علامات + اتجاه دخول التيار في الصفحة وتميز النقط اتجاه خروج التيار من الصفحة).
وقد يقع المغناطيس تحت تأثير قوة تحرفه إلى اتجاه معين أو آخر بحسب مكانه واتجاهه بالنسبة للمجال الخارجي. فإذا كان المجال المغناطيسي الخارجي منتظما فإن المغناطيس لا يعاني من قوة شد، وإنما يعاني فقط من عزم الدوران. (أي أن إبرة البوصلة تتخذ اتجاه المجال المعناطيسي للأرض، ولا تنتقل الإبرة (أو البوصلة) من مكانها).

وإذا قمنا بتشكيل سلك في هيئة حلقة مساحتها A ومررنا في السلك تيار كهربائي I تولد مجال مغناطيسي في الحلقة، وتصبح الحلقة ذات عزم مغناطيسي مقداره I.A ويكون عموديا على الحلقة ومارا (بصفة أساسية) بمركزها (كما تُنشيئ الحلقة مجالا مغناطيسيا حولها.)

بدراسة الجسيمات الأولية مثل الإلكترون والبروتون والنيوترون اتضح أن لكل منهم عزما مغناطيسيا. ويختلف العزم المغناطيسي لكل جسيم عن الآخر (انظر مغنطون بور). يرجع العزم المغناطيسي - على سبيل المثال - للإلكترون إلى عزمه المغزلي حيث يدور الإلكترون دائما حول محوره.

المغناطيسية
مقال تفصيلي :مغناطيسية
تقاس مغناطيسية مادة ممغنطة بقيمة العزم المغناطيسي في المتر المكعب فيها ويرمز لها عادة بالرمز M, ووحدتها أمبير/متر. والمغناطيسية هي مجال متجه، ويمكن مغنطة مادة مغناطيسية في أماكنها المختلفة باتجاه مختلف للمغناطيسية (مثل الحبيبات المغناطيسية في الحديد). ويعتبر مغناطيس تبلغ عزمه المغناطيسي 1و0 أمبير·متر2 وحجمه 1 سنتيمتر مكعب (1×10−6 متر3) مغناطيسا جيدا، وبذلك تكون شدة مغناطيسيته نحو 100.000 أمبير/متر.

ويتميز الحديد بمغناطيسية عالية حيث يمكن أن تبلغ مغناطيسيته 1.000.000 أمبير/متر. وهذا يفسر لماذا يستخدم الحديد أساسيا في إنتاج حقول مغناطيسية شديدة.

يتلو الحديد في شدة مغناطيسيته الكوبلت والنيكل وتسمى تلك المواد موادا ذات مغناطيسية حديدية، ونجد تلك الثلاثة عناصر متجاورة في الجدول الدوري للعناصر، حيث يتشابه فيهم الغلاف الإلكتروني لذراتهم (أعدادهم الذرية 26 و 27 و 28 على التوالي).

[عدل]انواع المغناطيسية

تصنع المغناطيسات من الحديد والكوبلت والنيكل أو من بعض سبائك تلك المواد وتسمى موادا ذات مغناطيسية حديدية ومن خصائصها الانجذاب بشدة إلى مغناطيسي ذاتي. أما المواد الأخرى فهي تبين ظاهرة المغناطيسية بطرق مختلفة ومغناطيسيتها ضعيفة بصفة عامة.

تنقسم صفة المغناطيسية (وهي تعتمد على التوزيع الإلكتروني في الذرات) إلى الأصناف الآتية:

مغناطيسية حديدية
فريمغناطيسية
مغناطيسية مسايرة
مغناطيسية معاكسة
مغناطيسية حديدية مضادة
[عدل]حبيبات المغناطيسية



حبيبات مغناطيسية في مادة مغناطيسية حديدية. كل حبيبة مغناطيس ذاتي ولكن توزيعها عشوائيا فلا تظهر مغناطيسيتها.


الحبيبات المغناطيسية في سبيكة حديد نيوديم وبور وتتصف بالمغناطيسية الحديدية. (مقطع الحبيبة نحو 10 ميكرومتر).
تتسم المواد المغناطيسية ومن ضمنها المواد الفريمغناطيسية بأن ذراتها نفسها مغناطيسية، وذلك بسبب العزم المغزلي للإكترون الذي يكون مصحوبا بعزم مغناطيسي، أي أن الإلكترون يعتبر مغناطيسا صغيرا. ومن خصائص مواد المغناطيسية الحديدية بالذات، مثل الحديد والكوبلت والنيكل فإن الإلكترونات التي تشغل المدار 3d في ذراتها تأخذ نفس الاتجاه وبذلك تصبح ذرة الحديد وذرة الكوبلت وذرة النيكل ذات عزم مغناطيسي متميز كبير. وتتأثر الذرات المتجاورة في المادة بالمجال المغناطيسي لبعضها البعض، وتتخذ نفس الاتجاه مكونة حبيبة مغناطيسية. بتكوّن "حبيبات " مغناطيسية - تشمل عدة ملايين من الذرات في المادة (يبلغ مقطع الحبيبة نحو 10 ميكرومتر، انظر الصورة) - ولكن اتجاه مغناطيسية الحبيبات يكون موزعا عشوائيا بحيث تكون محصلتها المغناطيسية صفرا. وعند وضعها في مجال مغناطيسي فإن تلك الحبيبات تميل إلى اتخاذ اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي فتزيد مغناطيسية العينة. وبزيادة شدة المجال المغناطيسي الخارجي تزداد عدد الحبيبات التي توجه نفسها في اتجاه المجال الخارجي وتزيد مغناطيسية العينة. فإذا زادت شدة المجال المغناطيسي المطبق عليها من الخارج زيادة كبيرة، نجد أن مغناطيسية المادة تصل إلى حد التشبع المغناطيسي حيث تكون جميع مغناطيسيات الحبيبات قد اتخذت اتجاها موازيا للمجال المغناطيسي الخارجي. والحد الأعلى للتشبع المغناطيسي هو من خواص بعض المواد ويختلف من مادة لمادة (ويختلف أيضا للحديد والكوبلت والنيكل).

عند وصول المادة المغناطيسية الحديدية إلى حد التشبع يستمر تزايد المغناطيسية فيها ضعيفا عن طريق المغناطيسية المسايرة ولكن هذه أضعف نحو 1000 مرة من المغناطيسية الحديدي

مغناطيس كهربائي

مقال تفصيلي :مغناطيس كهربائي
أبسط أنواع المغناطيس الكهربائي يتكون من ملف سلكي يمر فيه تيار كهربائي فيتولد وتتركز بداخله وحوله مجال مغناطيسي وتكون خطوط المجال المغناطيسي مشابهة لخطوط المجال المغناطيسي لقضيب مغناطيسي. ويتحدد اتجاه المغناطيسية في الملف طبقا لقاعدة اليد اليمنى.وتتناسب شدة المجال المغناطيسي المتولد تناسبا طرديا مع عدد لفات الملف ومع مساحة الحلقة الملف ومع شدة التيار الكهربائي المار في الملف.

فإذا وضع في الملف أسطوانة من مادة ليست مغناطيسية (مثل أسطوانة من الورق أو الكرتون) فيتولد فيها مجال مغناطيسي ضعيف. أما إذا وضع في داخل اللولب مادة مغناطيسية حديدية مثل قضيب من الحديد أو عدة مسامير حديدية عندئذ تزداد شدة المجال المغناطيسي المتولد ويمكن أن تصل تزداد ألف مرة عن شدة مجال الملف الفارغ. وتستخدم المغناطيسات الكهربائية في معجلات الجسيمات وفي المولدات الكهربائية وأجهزة تصوير بالرنين المغناطيسي وكذلك في المجهر الإلكتروني.

[عدل]تطبيقات المغناطيس

يعتبر المغناطيس من أهم المواد الموجودة لنا في عصرنا الحالي وهو من أهم الاختراعات التي ظهرت في مجال الفيزياء فمنذ بداية اكتشاف حجر المغناطيس في مدينة مغنيسيا في تركيا والفكر البشري يحاول أن يجد استخدامات واستعمالات لهذا الحجر الجاذب للمعادن فمع بداية التطور صنع واخترع المغناطيس الصناعي كما نراه اليوم وتم الاستفادة منه بشكل مذهل ومدهش خاصة في مجال المواصلات (القطارات الكهربائية السريعة والحافلات الكهربائية) وتخزين المعلومات في الحاسوب وأجهزة تسجيل الصورة وتسجيل لصوت مثل القرص الصلب والكاسيت وغيرها في الأجهزة التي يستخدمها الفيزيائيون في تجاربهم مثل معجلات الجسيمات، مثل مصادم الهدرونات الكبير وفيرميلاب.

استخدامات المغناطيس


عربة كهربائية (Tram)تسير على قضبان


قرص صلب مفتوح يبين بعض الأجزاء الداخلية فيه، رأس القراءة مغناطيسي.


مصادم الهدرونات الكبير، حيث بداية تنصيب مقومات التيار.
1. توليد التيار الكهربائي ويعتبر هذا الاستخدام أهم استخدام للمغناطيس في عصرنا الحالي لكونه ينتج مصدر للطاقة الأهم للعالم وطريقة توليد المغناطيس للكهرباء اكتشفت على اليد العالم فاراداي حيث قام بتدوير مغناطيس ذو قطبين حول ملف فيقوم المغناطيس بتوليد مجال مغناطيسي فيتحول إلى تيار كهربائي يسير في السلك وهذه العملية هي عكس عملية إنتاج الطاقة الحركية من خلال تمرير تيار كهربائي حول مغناطيس لتوليد مجال مغناطيسي معاكس للمغناطيس ليقوم بتدويره

2. القطارات المغناطيسية ويعتبر هذا الاستخدام من عجائب الفيزياء التي كان يحلم بها الكثير من المخترعين والفيزيائيين وهو جعل جسم ضخم كالقطار يطفو فوق الهواء ولكن المغناطيس ليس العامل الوحيد في هذه العملية بل تستخدم مواد فائقة التوصيل للتيار الكهربائي لا تكون أي مقاومة للتيار الكهربائي ولكي تكون مقاومة هذه المواد للتيار الكهربائي صفر لابد من تخفيض درجة حرارتها إلى نسب منخفضة جدا ومع جميع المحاولات من المخترعين في عصرنا الحاضر إلا أن أكبر درجة حرارة يسهل توفيرها تقوم بها المواد الفائقة التوصيل بوظيفتها هي 70 كلفن تقريبا ولكي نصل إلى هذه الدرجة لابد من غمر المواد الفائقة التوصيل بالنيتروجين السائل والذي يعد متوفر بشكل كبير ذو تكلفة معقولة نسبيا حسب تكلفة غيره من المواد مثل الهيليوم السائل والذي يعتبر مكلف جدا وعندما تنخفض درجة حرارة تلك المواد تقوم بعكس المجال المغناطيسي القادم من قطب المغناطيس إلى قطبة الآخر بحيث يكون المغناطيس معلقاً وطافيا في الهواء بنفس الوقت ومن ثم يطفو القطار في الهواء ويتحرك بسرعة عالية جدا لعدم وجود احتكاك بين القطار والسكة

3. استخدامات طبية ويستخدم المغناطيس بكثرة في هذا المجال ومن أهم استعمالاته في هذا المجال هو جهاز الرنين المغناطيسي والذي يعد ثورة في مجال الطب ويعد من أهم الابتكارات المساعدة لعلم الطب في كشف الأورام والأمراض وغيرها من الأجسام المضرة في البدن.

4. في أجهزة التسجيل المنزلية، مثل الحاسوب وأجهزة الأقراص المرنة والأقراص الصلبة والكاسيت ومكبرات الصوت الكهربائية .

مغناطيسية مسايرة
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من المغناطيسية المسايرة)
المغناطيسية المسايرة أو البارامغناطيسية (بالإنجليزية: Paramagnetism) شكل من المغناطيسية، تظهر فقط بوجود مجال مغناطيسي خارجي وتزول بزواله. من المواد التي تتصف بالمغناطيسية المسايرة الالمنيوم و المنغنيز و البلاتين .

وتتسم المواد ذات المغناطيسية المسايرة بأنها إذا وقعت في مجال مغناطيسي خارجي فإنها تقوّي المجال المغناطيسي بداخلها. وتكون مغناطيسيتها متناسبة طرديا معا شدة المجال المغناطيسي الخارجي. وتحدد الخاصية المغناطيسية لمادة ما بما يسمى قابلية مغناطيسية.

وتظهر المغناطيسية المسايرة في المواد التي تحتوي ذراتها على إلكترونات غير مزدوجة مثل أيونات الفلزات الانتقالية(مثل العناصر ذات عدد ذري بين 21 - 30 و 39 - 48 وغيرها) و أيونات اللانثانيدات (العناصر ذات عدد ذري بين 57 - 71) و ذراتها و الجزيئات ذات عزم مغناطيسي . وترجع تلك الخاصية إلى العزم مغزلي للإلكترونات وإلى الزخم الزاوي للإكترونات (حيث تدور الإلكترونات في مدارات حول نواة الذرة) .

وبمقارنة المغناطيسية المسايرة بالمغناطيسية المعاكسة :

- تظهر المغناطيسية المسايرة تقريبا في جميع المواد،

- يرجع سببها إلى تغير اتجاه زخم المدار الذري بسبب المجال المغناطيسي الخارجي،

- تتنافر المواد المعاكسة المغناطيسية من مجال مغناطيسي خارجي .

وتصنف الفيزياء المواد بحسب قابليتها المغناطيسية فإذا كانت قابليتها المغناطيسية موجبة ولا تتسم بوجود ترتيب مغناطيسي فيها فتسمى مواد ذات مغناطيسية مسايرة.

أصلها



توضيح مادة ذات مغناطيسية مسايرة بدون مجال مغناطيسي خارجي (توزيع المغناطيسات الدقيقة عشوائي).


..المادة موجودة في مجال مغناطيسي خارجي ضعيف (الحركة الاهتزازية الحرارية تقاوم ترتيب الاتجاه الموحد) ...


...المادة في وجود مجال مغناطيسي خارجي قوي.
يمكن تصور مادة ذات مغناطيسية مسايرة بكونها تتكون من قضبان مغناطيسية صغيرة يمكنها الدوران في مواقعها . فإذا وضعنا تلك المادة في مجال مغناطيسي فإن المغناطيسات الصغيرة فيها تترتب في اتجاه خطوط المجال المغناطيسي. ومن أهم الظواهر هنا أن المغناطيسات الصغيرة لا يؤثر الواحد على جيرانه . كما يعمل الاهتزاز الحراري على أن اتجاه المغناطسي لكل واحد منهم تتغير بسبب الاهتزاز . ونتيجة ذلك أن معظم المعناطيسات الدقيقة في المادة تتجه اتجاها عشوائيا بالنسبة للمجال الخارجي ولا يتبقي سوى عدد قليل من تلك المغناطيسات الدقيقة يأخذ اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي ، وتلك هي التي تنتج المحصلة المغناطيسية للمادة . لذلك يحتاج المرء إلى مجال مغناطيسي قوي لكي يزيد عدد المغناطيسات الدقيقة في المادة التي تترتب في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي .

[عدل]الصيغة الفيزيائية

يكمن وجود المغناطيسية المسايرة في المادة في العزم المغناطيسي لذراته أو جزيئاته وترتيب اتجاهها في اتجاه مجال مغناطيسي خارجي. وفي تلك الحالة تتصرف كل مغناطيسس دقيق في المادة على حده بدون التأثير على جيرانه . والاختلاف بين تلك الظاهرة والمغناطيسية الحديدية هو أن المغناطيسية المسايرة تختفي تماما بعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي بسبب الاهتزاز الحراري للذرات. ولهذا تكون المغناطيسية لمادة متناسبة مع شدة المجال المغناطيسي الخارجي ، وتنطبق المعادلة :

، حيث
وكلما زادت القابلية المغناطيسية للمادة كلما كان من السهل على المغناطيسات الدقيقة في المادة لأن تأخذ اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي . وتكون بذلك القابلية المغناطيسية للمادة مقياساً لشدة المغناطيسية المسايرة . ونظرا للعلاقة البسيطة بين القابلية المغناطيسية و و النفاذية المغناطيسية النسبية: لمادة فقد تستخدم الأخيرة أيضا كمقياس للمغناطيسية المسايرة (حيث النفاذية المغناطيسية) .

[عدل]المغناطيسية المسايرة والمغناطيسية الحديدية

المغناطيسية المسايرة والمغناطيسية الحديدية

كثيرا ما يخلط الناس بين قابلية مغناطيسية عالية ويعتقد أن المادة لها مغناطيسية حديدية . ولكن هذا ليس بصحيح . فإن المواد ذات المغناطيسية الحديدية لها بالفعل قابلية مغناطيسية عالية جدا ولكن السبب يرجع إلى الترابط القوي بين المغناطيسات الدقيقة في المادة ذات المغناطيسية الحديدية. وتبين المواد ذات خاصية المغناطيسية الحديدية وجود مغناطيسيتها أيض بعد زوال المجال المغناطيسي الخارجي . وهي ظاهرة تعرف باسم . أما المواد ذات الخاصية المغناطيسية المسايرة فهي كما سبق القول تفقد معناطيسيتها بعد زوال المجال المغناطيسي الخارجي.



الحبيبات المغناطيسية في سبيكة حديد نيوديم وبور وتتصف بالمغناطيسية الحديدية.
ويعمل التآثر القوي بين الذرات المغناطيسية في المواد المغناطيسية الحديدية على تكون حبيبات مغناطيسية تشمل ملايين الذرات تكون مغناطيسيتها في اتجاه واحد . ولكن توجد في المادة المغناطيسية الحديدية آلاف أو ملايين من تلك الحبيبات المغناطيسية موزعة توزيعا عشوائيا بحيث لا تظهر محصلتهم ظاهرة المغناطيسية . أما المواد ذات المغناطيسية المسايرة فتكون الذرات أو الجزيئات المنفردة هي مصدر المغناطيسية ، وليست حبيبات تشتمل على ملايين الذرات المترابطة المغناطيسية.

[عدل]ماجنتيت

يُظهر الماجنتيت (Fe3O4) عادة خاصية الفريماغناطيسية Ferrimagnetism . ولكن عدما تكون الحبيبات فيه أصغر من 20 - 30 نانومتر تظهر فيه خاصية المغناطيسية المسايرة الفائقة عن درجة حرارة الغرفة . وعند تسليط مجال مغناطيسي عليه من الخارج تترتب الحبيبات المغناطيسية جميعا في اتجاه المجال المغناطيسي . وبعد زوال المجال المغناطيسي الخارجي ينفك الترتيب وتعود عشوائية اتجاه مغناطيسية الحبيبات بفعل الحرارة ، وتعود محصلة المجال المغناطيسي للعينة ثانيا إلى الصفر.

يمكنك إنشاء مقالة "تحول المادة من حالة اخرى" الآن والمساهمة في بناء ويكيبيديا! ولكن قبل أن تبدأ، نرجو تتفقُّد نتائج البحث أدناه لتتأكد من عدم وجود مقالة عن هذا الموضوع.

حرارة (قسم أنواع أخرى من المحارير)
الطاقة والتي يترافق معها حركة ال ذرات أو ال جزيئات أو أي جسيم يدخل في تركيب المادة . ... وحدة الكتلة من مادة ما ... وهي تعتمد على حالة المادة و ...
25 كيلوبايت (2,199 كلمة) - 19:00، 4 يناير 2013
تغيرات حالة المادة
في تغير حالة المادة : بعد ... ؟ الملاحظة : تحول الماء السائل ... : التحول لحالة المادة من الحالة ... خلاصة :يمكن للمادة ان تتحول من حالة إلى أخرى . ...
3 كيلوبايت (257 كلمة) - 22:22، 21 أكتوبر 2012
طوربيد تكهفي
والتجوف في السوائل هو عبارة عن تحول السائل من الحالة السائلة إلى ... هنا نذكر أن حالة المادة من صلبة إلى سائل ... بل بمعطيات فزيائية أخرى منها الضغط. ...
5 كيلوبايت (475 كلمة) - 12:22، 10 مارس 2012
قواعد بيانات ترموديناميكية للمواد النقية (قسم تغير الإنثالبي عند تحول الطور)
وأحيانا تعطي البيانات في حالة تسمي " حالة قياسية عادية " وهي تعطي ... (أي أن التغير في الإنتروبيا عند تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الطور ...
19 كيلوبايت (1,689 كلمة) - 03:57، 10 مايو 2012
حرارة نوعية
Heat هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجه حرارة 1 كيلوجرام من المادة بمقدار درجه واحدة. ... المادة من حالة إلى أخرى دون ... الحرارة (مثل تحول الماء ...
17 كيلوبايت (1,451 كلمة) - 22:22، 30 أكتوبر 2012
كيمياء (تحويلة علم المادة)
المادة الكيميائية هي نوع من المادة له تركيب معلوم ومجموعة من الخواص ... لا يعد نظام من المواد الكيميائية في حالة التوازن - على الرغم من ...
46 كيلوبايت (3,710 كلمات) - 20:50، 23