تجربه علميه

التجربة الثانية

بيضة تطير من دون أجنحة
خطوات العمل

هذه التجربة رغم بساطتها إلاَّ أنَّها ممتعة ، نحن نحتاج لهذه التجربة إلى ماء مقطر وبيضة فقط ، الآن عليك إحضار البيضة وعمل ثقب صغير جداً بها ، ثم فرغ البيضة من محتوياتها عن طريق هذا الثقب ، ثم أملأ البيضة بالماء المقطر عن طريق هذا الثقب ، والآن عليك سد هذا الثقب وتلوينه بلون يشبه لون البيضة وذلك لإخفاء الثقب عن الآخرين ، الآن عرض البيضة لأشعة الشمس الساطعة ، وما هي إلاَّ لحظات حتى ترتفع البيضة في الجو وتطير !
تنويه : يتم تفريغ محتويات البيض الداخليه , عن طريق سحبها بواسطه الأبره الطبيه , ولكن قبل ذلك يتم هز البيضه يمنة ويسرة , حتى يتم تفكيك جزئيات صفار البيض , ليسهل سحبها بعد ذلك بالأبره

كيس الماء الساخن يرفع بضعة كتب


صل كيسا مملوا بالماء الساخن بأنبوب مطاطي .احدث ثقبا في اسفل علبة معدنية . ضع سدادة من الفلين مثقوبة بحيث يمر الانبوب المطاطي دون ان يتسرب الماء.


ضع كيسا مملوأ بالماء الساخن بأنبوب مطاطي . احدث ثقبا في اسفل علبة معدنية . ضع سدادة من الفلين مثقوبة بحيث يمر الانبوب المطاطي دون ان يتسرب الماء.
ضع الكيس على الارض .ثم اضغط عليه برفق حتى يخرج الماء من الكيس الى الانبوب . ثم املأ العلبة بالماء.
ضع لوحا خشبيا على كيس الماء ثم ضع فوقه بضعة كتب . ارفع العلبة الى الاعلى .
ستجد انه : عندما ترفع الماء الى الاعلى ستتحرك الكتب.
التفسير : سيزداد ضغط الماء في قاع العلبة كلما رفعت العلبة الى الاعلى .
وبالتالي سينتقل ضغط الماء الى كافة الانجاهات بشكل متساةي وبما فيها الماء داخل الانبوب .
وبنفس المبدأ تعمل الآلات الهيدروليكية . وهو مبدأ ضغط السوائل

.

الحبر غير المرئي

أضف مقدار ملعقة من الماء الساخن الى نفس المقدار من الملح بالتدريج .ثم أغمس قشة في هذا المزيج . واكتب بهذه القشة بعض الكلمات على ورقة بيضاء .
في بداية الامر ستكون الكلمات واضحة . انتظر مدة نصف ساعة . ستجد ان الكلمات قد اختفت .
حك الورقة بطرق بقلم رصاص .


ستجد ان: الكلمات ظهرت بوضوح .
التفسير : الماء يتبخر تاركا جزيئات صغيرة على الورقة . ذها يجعل من الورقة خشنة . لكن هذا لايبدو للعين . وعندما تحك بقلم الرصاص على الورقة فان ذرات الرصاص تعلق على جزيئات الملح فتبدو الكلمات واضحة .

ما الذي يسبب الظل ؟

ضع مصباحا في غرفة مضلمة على بعد متر ونصف من الحائط.
قف خلف المصباح . هل ترى خيالك.
ارفع يدك بين المصباح والحائط . قرب يدك من المصباح . ماذا تلاحظ على الحائط ؟

ستجد ان: انك تسببت في حدوث خيال على الحائط وعندما وضعت يدك بالقرب من المصباح اصبح الخيال أكبر . وكلما ابعدت يدك يصبح الخيال اضغر.
التفسير : يتشكل الخيال عندما تمنع او تحجب الاشعة وكلما ابتعدت قليلا يصبح الخيال اضغر والعكس صحيح.

هل يمكن للهواء ان يرفع الماء ؟

املأ كأسا بالماء . ضع قطعة من الكرتون على فتحة الكأس . ضع يدك على قطعت الكرتون . ثم اقلب الكأس راسا على عقب فوق وعاء . اسحب يدك التي تسند قطعت الكرتون .

ستجد ان: سيبقى الماء في الكأس حتى تبتل قطعة الكرتون .
التفسير : سيبقى الماء في الكأس بسبب وجود ضغط على قطعة الكرتون.فضغط الهواء اعظم من ضغط الماء المطبق على قطعة الكرتون.
اذا لم تنجح التجربة كررها مرة اخرى . لكن هذه المرة املأ الكأس حتى الحافة . وتاكد من عدم وجود فقاعات هواء بين الماء وقطعت الكرتون .

هل تعلم أنه توجد طريقة لصنع شمعة لا تنطفئ بنفخ لهبها ، والطريقة الوحيدة لإطفائها هي منع الأكسجين عنها !!! ولكي تقوم بهذه التجربة الرائعة عليك بإحضار قطعة قطنية أو كتانية وملح طعام وشمعة ، الآن اجعل القطعة القطنية أو الكتانية تتشبع بالملح ، ثم لف هذه القطعة المشبعة بشمعة عادية ثم أشعل شمعتك الرائعة وحاول إطفائها ؟!


كيف تشعل السكر من دون نار؟

من المعروف أن السكر لا يشتعل ولكن بعض الأشخاص الذين يقومون بالألعاب السحرية يقوم بهذه اللعبة السحرية يقوم بإحضار صحن نصفه يحتوي 25 جرام سكر ونصفه الآخر يحتوي 50 جرام بلورات كلورات البوتاسيوم ، ويخدع المتفرجين بأن يثبت لهم أن الصحن يحتوي سكر وذلك بأن يقدم لهم نصف الصحن الأول ليتذوقوه ، وبعد ذلك يحرك عصاه المبللة مسبقاً بحمض الكبريتيك المركز ويقربها من بلورات كلورات البوتاسيوم ، فيشتعل السكر من دون نار!
ملاحظة مهمة : هذه التجربة خطرة بعض الشيء ، فلكي تقوم بها عليك بالذهاب إلى ساحة كبيرة ولا تقوم بتجربتها داخل المختبر.


الكلمة النارية

هل تعلم أنك تستطيع كتابة كلمة على لوح من الورق الأبيض غير المصقول بمحلول مركز من نترات البوتاسيوم ؟ ولكن ما فائدة هذه الكلمة ؟ إنَّ الكلمة التي تكتبها بهذه الطريقة تكون غير مرئية ، ولكن إذا جعلت سلك مسخن للاحمرار يلمس أول حرف من هذه الكلمة فإنَّ النار سوف تشتعل لتشكل كلمة من نار!


صحيفة لا تحترق بالنار

كلنا يعرف أن الصحيفة مصنوعة من الورق ، وأن الورق يحترق إذا أضرمت النار فيه ، ولكن طريقتنا الكيميائية هذه تجعل الصحيفة لا تحترق ! إننا نحتاج فقط لمحلول الشبة للقيام بهذه التجربة المسلية ، في البداية قم بإحضار محلول الشبة المشبع ، ثم اغمس الصحيفة في هذا المحلول عدة مرات ، ثم قم بتجفيفها وتنشيفها إلى أن تعود إلى حالتها العادية ، الآن حصلنا على صحيفتنا العجيبة ، إذا كنت تشك في مفعول هذه التجربة فعليك بتجربتها والتأكد من النتيجة!

بركان قرب بيتك

هل تريد عمل بركان صناعي قرب بيتك ، إذاً عليك أولاً أن تحفر حفرة في تربة جافة بعمق 25 سم ، ثم اصنع مزيجاً من مسحوق الكبريت وبرادة الحديد الناعمة والماء العادي حتى يصبح شكل المزيج كالمعجون ، ثم قم بدفن هذا المزيج في الصباح الباكر في الحفرة التي حفرناها قبل قليل – ولكن هذه التجربة تحتاج طقس حار – ثم بعد عشر ساعات تقريباً سوف ترى أن الأرض سوف تنشق محدثة فوهة بركانية تخرج منها النار والدخان الأصفر المائل إلى السواد وكأنه بركان حقيقي مصغر جداً !


وقاية المواد ضد الحريق

هذه التجربة مهمة للغاية لحماية المواد من الحريق ، فإذا اشتعل الحريق وأنت قمت بعمل هذه التجربة مسبقاً فإن الحريق لن يؤثر في المواد المدهونة بالمحلول الذي سوف نقوم بعمله ، يسمى هذا المحلول بــ تنغستات الصوديوم ، ويكفي أن تدهن المواد التي تريد حمايتها من الحريق بهذا المحلول !


بيضة تطير من دون أجنحة

هذه التجربة رغم بساطتها إلاَّ أنَّها ممتعة ، نحن نحتاج لهذه التجربة إلى ماء مقطر وبيضة فقط ، الآن عليك إحضار البيضة وعمل ثقب صغير جداً بها ، ثم فرغ البيضة من محتوياتها عن طريق هذا الثقب ، ثم أملأ البيضة بالماء المقطر عن طريق هذا الثقب ، والآن عليك بسد هذا الثقب وتلوينه بلون يشبه لون البيضة وذلك لإخفاء الثقب عن الآخرين ، الآن عرض البيضة لأشعة الشمس الساطعة ، وما هي إلاَّ لحظات حتى ترتفع البيضة في الجو وتطير !


تنظيف الحديد من الصدأ

إنَّ صدأ الحديد مزعج ، وعملية إزالته مهمة للغاية ، وهنا وضعنا طريقة بسيطة لإزالة هذا الصدأ ، أولاً أحضر حمض الكبريتيك المخفف بالماء بنسبة 10 : 1 - أي كل جزء من حمض الكبريتيك يقابله عشرة أجزاء من الماء – ثم البس قفازات واقية على يديك ، والآن امسح السطح الصدئ من الحديد بحمض الكبريتيك المخفف عدة مرات ، وسوف ترى أن الصدأ قد اختفى !
*29* مطفأة الحريق الكيماوية تحتوي على محلول قلوي من بيكربونات الصودا وحامض الكبريتيك..فعندما تشغل المطفأة يتحد المحلولان وينتجان غاز ثاني اوكسيد الكربون . ويعمل ضغط الغاز المتزايد على دفع نافورة قوية من الماء او الرغوة لاطفاء الحريق .
والان لنبدأ بعمل المطفأة انبوبة قطارة زجاجي ..فلينة..كيس صغير يحتوي على بيكربونات الصوديوم ..قنينة تحتوي مزيجا من الخل والماء..
الطريقة: ادخل انبوب القطارة الزجاجي في الفلينة ..واربك الكيس الذي يحتوي على بايكربونات الصوديوم الى الطرف السفلي منه ..ادخل الفللينة في القنينة التي تحتوي على الماء الممزوج بالخل ..وشدها جيدا مراعيا بقاء الكيس فوق مستوى السائل في القنينة

اصنع محركا نفاثا




هل تعلم أنه يمكنك صنع محرك نفاث بسهوله!؟؟

في الصوره أعلاه نشاهد علبة معدنيه طرفها العلوي مغلق ومثقوبه من الطرف السفلي وبها كميه قليله من الماء وعند اشعال النار تحت العلبه وعندما يصل الماء للغليان يتحرك القارب في الماء بسهوله تامه


التفسير العلمى

أولا : الجزء المكون من العلبه والماء ومصدر الحراره تسمى محركا نفاثا ـ لأن بخار الماء يتم نفثه خارج العلبة

ثانيا: انطلاق البخار للخلف يؤدي لنشوء قوة رد فعل تحرك القارب للأمام

ثالثا: تزداد السرعه كلما زاد انطلاق بخار الماء أي كلما كانت كمية الحراره أكبر

رابعا : جميع المحركات النفاثة تعمل بنفس المبدأ السابق مع فرق بسيط هو في نوع الغازات ـ قد تكون من الهيدروجين أو من احتراق الاوكسجين ـ أو مصدر الحراره ـ قد تكون من احتراق الوقود السائل كما في الطائرات التي يؤدي انطلاق الغاز المندفع من محركاتها الى سرعتها العاليه

التجربة الأولى :
المعادن التي تطفو على سطح الماء :
املأ طبقا ً عميقا ً بماء الصنبور ضع فوق ورقة نشاف بعضا من المواد المعدنية الصغيرة ثم الاستعانة بشوكة ضع الورقة بما عليها باحتراس على سطح الماء ... بعد مرور بضع لحظات تلاحظ غرق ورقة النشاف بعد امتصاصها لكثير من الماء.. ومن المعلوم أن المعادن أثقل من الماء ولذلك من المنطقي أن تغوص المعادن كلها في الماء .
تتماسك جزيئات الماء معا بواسطة قوة خاصة تعرف باسم التوتر السطحي تلك التي تمنع غوص المواد المعدنية.
وباستعمال الصابون يمكنك تدمير تأثير التوتر السطحي.

- التجربة الثانية :
سفن الاستطلاع السريعة :
اصنع شقا في الطرف النهائي الخالي من المواد الكبريتية لعود الثقاب ثم ادهن هذا الشق بقليل من الصابون ... عند وضع هذا العود الخشبي الصغير في طبق عميق مملوء بماء الصنبور تلاحظ :
تقدم العود بسرعة إلى الأمام .. ويمكن إجراء هذه التجربة بوضع أعداد كبيرة من العيدان في بانيو عميق مملوء بالماء حيث تشاهد مهرجاناً كبيراً و سباقاً هائلاً بين هذه الأعواد.
يقوم الصابون الذي يذوب رويدأ في الماء بالتدمير التدريجي لتأثير التوتر السطحي للماء حيث تنشط حركة الجزيئات للخلف وبالتالي تندفع الأعواد إلى الأمام.
وعند استعمال محلول منظف بدلاً من الصابون تصبح حركة الأعواد سريعة كسرعة البرق.

- التجربة الثالثة :
رماد في الفضاء :
هل تراهن؟ أنك تستطيع أن تجعل الرماد يسبح في الهواء .
الإجراء : أنت بحاجة إللى ورق خفيف الوزن , مقص, مادة لاصقة مطاطية, صحن ألمنيوم .
قص الورق إلى مستطيل طوله 20 سم وعرضه 12 سم.
لف المستطيل وشكل اسطوانه ارتفاعها 20سم وقطرها 5 سم .
الصق الاسطوانة بالمادة اللاصقة المطاطية , ضع الاسطوانة وسط صحن الألمنيوم , بحيث أنها تبدو وكأنها مدخنة صغيرة .
أشعل الاسطوانة من الأعلى وسوف تسري النار في الاسطوانة بسرعة وتصل إلى كل أجزائها.
وعندما يقترب من أسفلها ستقفز الاسطوانة الرمادية السوداء في الهواء وترتفع قليلاً عن سطح الصحن.
التعليل : يتسبب الشكل الاسطواني في عامود الهواء الساخن سوف يسحب الرماد الخفيف إلى الأعلى.

كيف يطفو الماء في كوب الشاي؟

تصور أنك تستطيع أن تأتي بكوب شاي ثم تأتي ببعض الماء تسكبه علي ذلك الشاي فيظل الماء طافياً أعلي الكوب و من أسفله الشاي بدوب اضافة أي مادة أخري غير الماء و الشاي.
المسألة علمياً بسيطة و مبررة تماماً. بالنظر الى الكثافة معروف أن المواد ذات الكثافة الأقل تطفو فوق تلك ذات الكثافة الأكبر. فمحلول الشاي مكون من ماء و شاي و سكر أي أنه بدون شك أعلى كثافة من الماء، اذن يجب أن يطفو الماء فوقه.
لكن لماذا اذا فتحنا صنبور الماء على كوب الشاي فان الماء يمتزج تماماً بالشاي؟
لننظر الى قوة ارتباط جزيئات الشاي مع بعضها فاذا كانت قوة اندفاع المياه من الصنبور على الشاي أكبر من قوة الارتباط بين جزيئات الشاي فذلك يعني قطعاً امتزاج الماء مع الشاي.
أصبح الموضوع واضح تماماً، يجب أن تكون قوة صب الماء أقل من قوة ارتباط جزيئات الشاي.
أحضر كوب شاي ممتلى حتى ثلاثة أرباعه ثم ضع برفق شديد ورقة مربعة صغيرة على سطح الشاي(لا تغطي سطح الشاي كله)، ثم أبدأ بتنقيط الماء قطرة قطرة و برفق على سطح الورقة، ستقلل الورقة من قوة اصطدام الماء بالشاي و تجعله ينساب انسياباً على السطح. عندما يقترب الربع الأخير من الكوب من الامتلاء ألقي نظرة جانبية عليه...... ستجد الماء طافياً على الشاي.
جربها، انها ممتعة.

تجربـه سهله لبيان القوة الدفعية

اقرأ التجربة التالية :
أحضر طالب قشتين ( القشة straw هي أنبوب المص التي نستعملها لشرب العصير و المياه الغازية), و وضع في إحدى القشتين عود قطن cotton buds ( الذي يستخدم في تنظيف الأذن) عند نهاية القشة, و في الثانية وضع عود القطن عند بداية القشة. شكل (1).





ثم وضع القشتين متجاورتين في فمه و نفخ فيهما في نفس اللحظة بنفس القوة ( ق ) , فلاحظ أن عود القطن الموضوع عند بداية القشة يسقط عند مسافة بعيدة عنه (ف2), بينما عود القطن الموضوع عند نهاية القشة يسقط عند مسافة قريبة منه نسبياً ( ف1). شكل ( 2)
في ضوء ما تعلمت من قوانين فيزيائية فسر النتيجة التي توصل لها الطالب.
أي بمعنى آخر لماذا كانت المسافة (ف2) أكبر من المسافة (ف1).
http://easyscience.org/school/phys215/teach/four/mom_prt4_1_a.jpg

هل تستطيع أن تصمم طريقة لأخذ قياسات وحسابات لمثل هذه التجربة

رتب ذلك ، ووضحه بالرسومات والمعادلات
ضع نتائجك في جدول
وسلمها لمعلمك

الالعاب السحرية الكيميائية

نحضر صحن ونضع في نصفه الأول سكر وفي النصف الثاني كلورات البوتاسيوم وهاتان المادتان متشابهتان ثم نأتي بعصا زجاجية مغموسة بحمض الكبريت الكثيف ونقدمه إلى كلورات البوتاسيوم فيشتعل بينما المتفرج يظن أن السكر هو الذي اشتعل.
2-اغسل كأس بواسطة حمض كلور الماء المركز ثم قرب منه كأس آخر فيها محلول غاز النشادر فتلاحظ انطلاق ضباب أبيض هو عبارة عن مادة كيميائية هي كلوريد النشادر .
3-المنديل الذي لا يحترق هو منديل مغموس في محلول كحولي ثم أشعل النار فيه فيلتهب الكحول دون أن يحترق المنديل .
4-نضع ملح بورات الصوديوم مع حمض الكبريت الكثيف والانتظار حتى يبرد يوضع فوق المزيج السابق كحول ايثلي ويسخّن على لهب مصباح عادي وعند بدء الغليان للمزيج الأخير تعرض الأبخرة الناتجة للهب المصباح فيشتعل بلون أخضرجميل.

تحويل الحليب إلى بلاستك

لإجراء هذا النشاط ماعليك سوى أن تغلي الحليب ثم تضيف إليه بضع قطرات من عصير الليمون أو الخل وحرك المزيج وأتركه لبعض الوقت ستلاحظ أن الحليب تجمد وانفصل عنه الماء قم بغسل الكتلة التي حصلت عليها ستحصل الآن على بلاستيك يمكن تشكيله بسهولة

______


كيفية عمل ((الدخان))

الدخان هو الذي ترونه في المسرحيات والعروض وغيرها...
ولاكنه ليس خطر مثل الغازات السامة الأخرى

المواد
فوق أكسيد الهيدروجين- برمنجنات البوتاسيوم

الأدوات
دورق مخروطي متوسط الحجم
كيفية العمل
1-ضع (3)جرام من برمنجنات البوتاسيوم في الدورق المخروطي
2-ضع (10)ملي من فوق أكسيد الهيدروجين في الدورق المخروطي((((بحرص)))

3- وراقب مايحدث

تجربة عملية رقم (1)
ان الاسطوانة تأتي مع الكتاب
العلاقة بين الدخول في حالة وعي أخرى مع استنهاض الطاقة الحيوية

أوّل ما يجب عمله هو توضيح العلاقة بين الدخول في حالة وعي أخرى و عملية تنشيط حقل الطاقة المحيط بنا . هذه التجربة توضّح علاقة استنهاض الطاقة مع عملية الدخول في حالة وعي أخرى . و كلما تعمّقنا أكثر في حالة الوعي الأخرى ، أي الابتعاد عن التواصل بالواقع المحيط بنا ، كلما زادت قوّة الطاقة و شدتها .

ـ أحمل الاسطوانتين بيديك ، و قم بتقريبها إلى بعضها . لا تجعل المسافة الفاصلة بينها تتعدى 10سم ، و بنفس الوقت لا تجعلها تتلامس ببعضها .

2 ـ حاول أن تجعل ذهنك صافياً ، و هادئ . استرخي و لا تكن متوتراً .

3 ـ ابدأ بالتعداد من واحد إلى عشرين . ببطء .

4 ـ سوف تلاحظ خلال عملية العد ، أنك بدأت تشعر بمجال طاقة يتشكّل بين الاسطوانتين ، يشبه الحقل المغناطيسي العادي لكنه يختلف عنه بحالات كثيرة .

5 ـ سوف تلاحظ أن هذا المجال المغناطيسي ينشط و يتكاثف كلما قمت بالتعداد أكثر ، أي الاسترخاء أكثر . و إذا وصلت بالعد إلى خمسين مثلاً ، سوف تلاحظ أن قوة هذا المجال المغناطيسي قد زادت بشكل كبير .

6 ـ حاول تقريب الاسطوانتين من بعضيهما البعض ، ببطء . ثم أبعدها قليلاً عن بعضها سوف تشعر بالحقل المغناطيسي بشكل واضح .

7 ـ قم بتحريك الاسطوانتين إلى أعلى و أسفل بشكل متعاكس ، و اشعر بالطاقة التي تشبه عملية المغنطة التي تحصل بين قطعتين مغناطيسيتين عاديتين .

أنتم تظنون أن عملية الدخول في حالة وعي أخرى هي عملية صعبة لا يمكن الوصول إليها بسهولة .

لكن الآن أصبحتم تعلمون ماذا كنت أقصد حين كنت أتكلّم عنها .

قمنا بالدخول في حالة وعي أخرى عن طريق التعداد من واحد إلى عشرين فقط ! و تم استنهاض الطاقة في هذه المرحلة دون أي صعوبة .

أما عملية التعداد إلى أرقام كبيرة ، فسوف تزيد من غرقنا في مستويات عميقة من حالات الوعي البديلة ، مما يزيد من شدّة الطاقة بشكل تلقائي .

هذا يفسّر عملية قراءة الأقسام و النصوص السحرية التي يقوم بها السحرة و المشعوذين خلال عملهم ، و يكررونها عشرات المرات حتى يحصلون على نتيجة . فتبيّن أن هذه النصوص السحرية ليس لها قوة تأثير على أعمالهم السحرية المختلفة .

و الذي يلعب دوراً رئيسياً هو عملية التكرار في إتلائها مما يجعلهم يدخلون في حالة وعي أخرى .

فقراءة أي نص أو مجرّد تعداد الأرقام ، يؤدي إلى نفس النتيجة .

اسم التجربه : حفظ التوازن


فكرة التجربة

إغلاق الدائرة الكهربائية ينتج عنه مرور تيار كهربائي يؤدي إلى إحداث صوت

الأدوات المستخدمة
سلك من مادة موصلة - قاعدة خشبية - جرس كهربائي - أسلاك للتوصيل

طريقة العمل
اثني سلك موصل على شكل أرنب مثلا وصليه بأحد قطبي البطارية بسلك معدني معزول

هيئي جزرة من الخشب البلسا واجعلي فيها ثقبين للبصيلتين

ثبتي الشريحة المعدنية في الجهة الخلفية للجزرة ملامسة للبصيلتين

وصلي الشريحة بسلك معدني إلى قطب البطارية الآخر

لصنع المقبض أدخلي خطافا نصف دائري في طرف الدسار ووصلي سلكا منه نزولا على طول الدسار وثبتيه بشريط لاصق

اتركي طولا طليقا كافيا من السلك ووصلي طرفه بشريحة البصيلتين

أخيرا أغلقي الخطاف ليصبح حلقة حول سلك الأرنب السلكي

مسار اللعبة

بتحكم دقيق دوري الحلقة حول الأرنب السلكي دون أن تلمسي السلك فتضيء البصيلتان وهما عينا الجزرة دليلا على فشل محاولتك

جهاز انذار الحريق
جهاز كشف الدخان المستخدم للتحذير من اندلاع حريق في غرفة أو مبني من الاجهزة الهامة والضرورية فبالرغم من انخفاض تكلفتها التي تبلغ في حدود 15 دولار فإنها تقي من نشوب حريق قد يقضي على ممتلكات مؤسسة بكاملها. يتكون جهاز كاشف الدخان Smoke Detectorمن جزئين اساسيين اولهما مجس حساس للضوء وهو الفوتوديود Photodiode والجزء الثاني هو جهاز الكتروني يصدر صوت منبه مرتفع. يعمل جهاز انذار الحريق من خلال بطارية 9 فولت أو من خلال مزود الكهرباء المنزلي.


فكرة كمل جهاز انذار الحريق

يعتمد هذا النوع من كاشف الدخان على فوتوديود وهو حساس للضوء، وإذا ما تم تصميم دائرة إلكترونية بحيث اذا سقط الضوء على الفوتوديود تصدر الدائرة الإلكترونية جرس منبه ذو صوت عالي. وهذه فكرة عمل جهاز انذار الحريق حيث أن الجهاز يحتوي على شعاع ضوئي عادي يصدر من ديود باعث للضوء LED مثبت في نهاية انبوبة اسطوانية الشكل وعلى زاوية 90 درجة يتفرع اسطوانة اخرى مثبت في نهايتها فوتوديود. كما في الشكل التوضيحي التالي:

في حالة تواجد دخان كثيف في الغرفة فإن هذا الدخان سيدخل من الجهة المقابلة للاسطوانة المثبت بها المصدر الضوئي وسيعمل على تشتيت الضوء ليسقط على الفوتوديود وبالتالي سيتم تفعيل الدائرة الإلكترونية التي بدورها ستطلق صفارة الإنذار

فكرة عمل محرك السيارة
http://www.hazemsakeek.com/QandA/qaimages/026_small.jpg

يعتبر محرك السيارة من التطبيقات العملية لعلم الديناميكا الحرارية حيث أن هذا العلم يركز على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. ولا شك ان كل شخص يمتلك سيارة أو يستخدمها للتنقل من مكان إلى آخر.. فهل سألت نفسك يوما كيف يعمل محرك السيارة وما دور كل قطعة فيه لتجعل السيارة تسير بسرعات تصل إلى 200 كيلومتر في الساعة. واعتقد انه من الضروري على كل شخص يستخدم السيارة معرفة ماذا يجري بعد تشغيلها وخصوصا عن حدوث عطل ما والذهاب إلى الميكانيكي لإصلاحها وقد نجهل تماماً ماذا فعل لإصلاحها؟ وما هي قطعة التي قام بتغيرها؟ كذلك عند شراء سيارة جديدة فإن ثمنها يعتمد على مواصفاتها فماذا تعني سعة المحرك 2 ليتر أو إنها تحتوي على 6 صمامات أو إنها تعمل بطريقة ضخ الوقود Fuel Injection وغيره من هذه الأمور.. في هذا الجزء من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بتوضيح فكرة عمل محرك السيارة والتعرف على مكوناته...

ماكنة الاحتراق الداخلي
تنقسم المحركات إلى نوعين نوع يعرف باسم ماكنة الاحتراق الخارجي external combustion engine وهو المستخدم قديما في محركات القطارات البخارية والسفن البحرية حيث يتم استخدام الطاقة الحرارية الناتجة من حرق الفحم لتبخير الماء واستخدام ضغط البخار في دفع المكابس التي بدورها تكون متصلة بعامود الحركة لإدارة العجلات ولكن هذا النوع من المحركات قل استخدامه لقلة كفاءته وصعوبة تصنيعه وصيانته، أما النوع الثاني فيعرف باسم ماكنة الاحتراق الداخلي internal combustion engines وهو المستخدم حاليا في اغلب السيارات لما لهذه المحركات من كفاءة في التشغيل وسهولة تزويد السيارة بالوقود وتكلفة تصنيعها اقل نسبياً من المحركات الاحتراق الخارجي.

لتوضيح فكرة عمل ماكنة الاحتراق الداخلي والتي على أساسها يعمل محرك السيارة سنقوم بتشبيه ذلك على نحو قذيفة المدفع القديمة التي قد نشاهدها في الأفلام السينمائية القديمة حيث يقوم الشخص بوضع بودرة البارود في الطرف الخلفي للمدفع ومن ثم يقوم بوضع الكرة المعدنية في فوهة المدفع. ولإطلاق القذيفة يتم إشعال البارود لتتولد طاقة حرارية هائلة تزيد مقدار الضغط الذي يتجه إلى دفع الكرة المعدنية بقوة من فوهة المدفع..
قد يتساءل القارئ عن العلاقة بين فكرة عمل المدفع السابق الذكر ومحرك السيارة؟؟ في الواقع إن ما يحدث داخل محرك السيارة مشابه تماماً من ناحية المبدأ لفكرة عمل المدفع السابق الذكر، فهذه هي فكرة عمل الاحتراق الداخلي حيث أن الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق البارود تولدت داخل مكونات المحرك نفسها لتعطي طاقة الدفع الناتجة عن ارتفاع في درجة الحرارة والضغط.

خطوات عمل محرك السيارة
يعمل محرك السيارة ذو الاحتراق الداخلي من خلال دورة متكاملة يمكن تقسيمها إلى اربعة اشواط اساسية نذكرها على النحو التالي:
(1) شوط الأخذ Intake stroke (2) شوط الانضغاط Compression stroke
(3) شوط الاحتراق Combustion stroke
(4) شوط العادم Exhaust stroke




نرى في الشكل السابق الجزء الأساسي من المحرك والذي يسمى المكبس Piston وهو الجزء المماثل للمدفع في المثال السابق. يتصل المكبس بعامود الحركة crank shaft الرمز P في الشكل التوضيحي. وبدوران عامود الحركة يمكن إعادة المكبس إلى وضعه الابتدائية كما ويعمل هذا الجزء على تحويل الحركة الرأسية للمكبس إلى حركة دائرية.

وصف الدورة الكاملة لمحرك السيارة
(1) شوط الأخذ: يبدأ المكبس عمله في الحركة من أعلى موضع له ليتحرك إلى الأسفل حيث يكون صمام الإدخال مفتوح ليدخل خليط من الوقود والهواء إلى داخل اسطوانة الاحتراق. وتكون نسبة الوقود صغيرة بالنسبة للهواء ولكن كافية لإحداث الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الفترة المحددة باللون الأصفر.
(2) شوط الانضغاط: يغلق صمام الأخذ عندما يبدأ المكبس في الحركة للأعلى ليضغط خليط الوقود والهواء وترتفع درجة حرارته تدريجياً ليساعد على رفع كفاءة الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البنفسجي.
(3) شوط الاحتراق: في اللحظة التي يصل إليه المكبس إلى أعلى ارتفاع له يصبح الخليط عند ضغط عالي تنطلق شرارة كهربية لينتج عنها احتراق (انفجار) للوقود المكون للخليط فترتفع كلا من درجة الحرارة والضغط ارتفاعاً هائلاً لتدفع المكبس بقوة للأسفل. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البرتقالي.
(4) شوط العادم: عندما يصل المكبس في حركته للاسفل إلى ادنى قيمة له يفتح صمام العادم لتخرج نواتج الاحتراق من المكبس ومنه إلى العادم خارج السيارة ويرتفع المكبس نتيجة لدوران ناقل الحركة إلى الاعلى طاردا ما تبقى من نواتج الاحتراق ليبدأ دورة جديدة بسحب كمية جديدة من الهواء والوقود. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون الاخضر.
مرة اخرى لا حظ ان حركة المكبس كانت دائما حركة رأسية للأعلى وللأسفل ولكن هذه الحركة تتحول بواسطة الجزء المغمور في الزيت (لتقليل الاحتكاك) من حركة رأسية إلى حركة دائرية ليأخذها عمود ناقل الحركة crank shaft ليدير عجلات السيارة والتي ستحرك السيارة للأمام أو للخلف.

مكونات محرك السيارة
الاسطوانة Cylinder
هذا هو الجزء الرئيسي للمحرك وعادة ما تحتوي محركات السيارات على اربعة اسطوانات أو ستة أو ثمانية وفي هذه الحالة يتم ترتيب الاسطوانات في المحرك بثلاثة أوضاع فإما تكون مرتبة على خط مستقيم أو ترتب في خطين متوازيين أو على شكل حرف V كما هو موضح في الشكل التالي


ترتيب الاسطوانات في خط مستقيم

ترتيب الاسطوانات في خطين متوازيين

ترتيب الاسطوانات على خطين بزاوية حادة تعمل شكل حرف V


يلعب ترتيب وعدد الاسطوانات في محرك السيارة دوراً رئيسيا في نعومة حركة المحرك وكفاءته وكذلك سعر السيارة.
البوجيه
Spark plugوهي التي تولد الشرارة الكهربية في لحظة انضغاط الخليط لتحدث الاحتراق وللعلم في محركات الديزل لا توجد هذه القطعة حيث يحترق الوقود نتيجة لارتفاع حرارته.الصمامات Valvesلكل اسطوانة صمامين واحد لادخال الوقود والهواء والثاني لاخراج ناتج الاحتراق وكلاهما يفتحا ويغلقا حسب الشوط ولكن في حالة شوط الانضغاط يغلغا تماما.المكبس Piston
وهو قطعة من الصلب تتحرك للأعلى والاسفل داخل الاسطوانة.حلقات المكبس
Piston ringsتوجد حلقات المكبس بين الجزء الخارجي للمكبس والجزء الداخلى للاسطوانة لتسمح بحركة المكبس دون السماح لتسرب خليط الوقود والهواء أو ناتج الاحتراق من التسرب كذلك تمنع من تسرب الزيت إلى داخل الاسطوانة. وعادة ما يحتاج المحرك إلى تغيير هذه الحلقات إذا لوحظ نقصان متكرر في معدل الزيت لانه يكون قد تسرب إلى داخل الاسطوانة.
غرفة الاحتراق
Combustion chamber
وهي المساحة التي يحدث فيها الانضغاط والاحتراق وكما لاحظنا فهي تتغير بين قيمة صغرى (عند الانضغاط) وقيمة عظمى (عند سحب الخليط). إن الفرق بين القيمة العظمى والقيمة الصغرى تسمى الاازاحة Displacement وتقاس بوحدة الليتر أو السنتمتر المكعب (1000 سنتمتر مكعب تعادل لتر). فإذا كان المحرك يحتوي اربعة اسطوانات بحيث أن كل اسطوانة تعمل ازاحة نصف لتر يكون سعة المحرك 2 لتر، أما اذا كان عد الاسطوانات 6 على شكل حرف V فإن سعة المحرك في هذه الحالة تكون 3 لتر وتكتب "3.0 liter V-6."
بصفة عامة سعة المحرك يعطى معلومات عن قوة المحرك. فمحرك يعمل ازاحة بمقدار نصف ليتر يستهلك وقود ضعف ما يستهلكه اسطوانة تعمل ازاحة مقدارها ربع ليتر وهذا يعني ان قوة المحرك ذو السعة الاكبر تكون اعلى من المحرك ذو السعة الاقل.
يمكن زيادة ازاحة المحرك أما بزيادة عدد الاسطوانات أو بزيادة حجم الاسطوانة نفسها أو زيادة الاثنين معاً.
عمود التوصيل
Connecting rodوهو العمود الذي يوصل المكبس مع عمود ناقل الحركة Crank shaft والذي يجعله يدور في حركة دائرية
Crank shaftوهو الذي يعمل على تحريك المكبس للأعلى وللأسفل.
وعاء الزيت Sumpوهو وعاء يحتفظ بالزيت ليغمر عمود ناقل الحركة Crank shaft.



سبب عدم عمل المحرك
في حالة عدم قبول محرك السيارة من العمل فإن هذا يعود إلى خلل ما وحيث أنك اصبحت على دراية بفكرة عمل المحرك فإن العديد من الاسباب يمكن ان تسبب في عدم تشغيل المحرك ولكن هناك ثلاثة اسباب رئيسية نذكرها على النحو التالي:
خلل في خليط الوقود والهواء:
وهذا يعود لاحد الاسباب التالية:

• 
  نقص كمية الوقود اللازم لتشغيل المحرك فيدخل الهواء بدون الوقود فلايحدث الاحتراق.
  
• 
  انسداد في منفذ الهواء فيدخل الوقود بدون كمية هواء كافية فلا يعمل المحرك.
  
• 
  كمية الوقود اما تكون اكثر أو اقل من اللازم فيحدث خلل في الاحتراق الناتج.
  
• 
  وجود شوائب في الوقود مثل بعض الماء الذي سيمنع الوقود من الاحتراق.
  

ضعف في شوط الانضغاط
وهذا يعود إلى وجود تسريب في الاسطوانة تمنع من عدم الوصول إلى الضغط المطلوب الذي سيتحول إلى قوة دافعة لتحريك السيارة وخذا التسريب يعود في أغلب الاحيان إلى اهتراء في الحلقات المبطنة للاسطوانة نتيجة للحرارة العالية أو تسريب في المكان الذي يثبت فيه رأس الاسطوانة مع الاسطوانة نفسها حيث يوجد gasket وهي قطعة تثبت في اطار محدد لتضمن احكام اغلاق رأس الاسطوانة.
تسرب الشرارة الكهربية
خلل يصيب مولد الشرارة (spark) نتيجة لكسر في احد طرفيه أو ان توقيت الشرارة يحدث في غير الوقت المطلوب كما ذكرنا سابقا.

الجزء الخارجي للمحرك
الجزء الداخلي للمحرك والمكون من الاسطوانة لا يمكن ان يعمل بدون الاجزاء الأخرى التابعة له فدورة المحرك تمر بعد ذلك خلال العديد من الحلقات المتكاملة المتزامنة فهناك دورة لماء التبريد ودورة كهربية مسؤولة عن توزيع الشرارة الكهربية على الاسطوانات وهناك دائرة التغذية الكهربية لشحن البطارية ودورة الوقود والهواء ودورة التحكم باغلاق وفتح الصمامات وكل هذه الدورات يجب ان تعمل معا وبشكل متكامل واي خلل في احدها يؤدي إلى توقف المحرك بعد احداث خلل فيه.

دورة التحكم باغلاق وفتح الصمامات

في المحركات الحديثة يثبت عمود ناقل الحركة أعلى الصمامات حيث أن دورانه يؤدي إلى التحكم في فتح واغلاق الصمامات من خلال القطع المعدنية (باللون الاخضر) المثبتة على ذراعه.

توزيع الشرارة الكهربية يوضح الشكل المقابل الدائرة الكهربية المسؤولة عن توزيع شرارة الاحتراق. لا حظ دور الدتربيوتر distributor (باللون الاحمر) في توزيع الكهرباء على الـ Spark. حيث أنه موصل في مصدر فرق الجهد العالي عند المنتصف ويخرج منه اربعة توصيلات لكل اسطوانة بحيث تحصل كل اسطوانة على الكهرباء في الوقت المناسب.