در میان موجودات زنده ، جانوران نسبت به بقیه گوناگون ترند. بعضی از جانور شناسان عقیده دارند که هنوز شاید نیمی از جانوران را هم نمی شناسیم.

اسفنج ها :

اسفنج ها بیشتر در دریا زندگی می کنند. اما اقسامی هم ساکن آب های شیرین هستند. اسفنج ها وسیله ای حرکتی ندارند همیشه به یک جا چسبیده اند و حتی شکل معینی ندارند. اسفنج ها ،‌ساده ترین جانوران اند و بدن آنها را تعداد زیادی سلول های تقریباً مشابه تشکیل می دهد. سطح بدن اسفنج پر از سوراخ است. آبی که از راه این سوراخ ها وارد حفره ی وسط بدن می شود. مواد غذایی را هم به سلول های اسفنج می رساند.

کیسه تنان :

این جانوران، در مقایسه با اسفنج ها اندکی پیشرفته اند. در بدن آنها چندین نوع سلول برای کارهای تخصصی مانند گوارش، حرکت کردن ، حس کردن و غیره بوجود آمده است. اما هیچ نوع اندام و دستگاهی ندارند. علت نام گذاری این جانوران ، بدن کیسه مانند آنهاست . درون کیسه ، دستگاه گوارش هم محسوب می شود ، بزرگترین گروه کیسه تنان مرجان ها هستند که اسکلت آهکی دارند.

کرم ها:

کرم ها گروه بسیار بزرگی از جاندارانند و اقسام زیادی دارند. بعضی از آنها آزادانه زندگی می کنند. اما اقسام انگل ها در میان کرم ها زیاد است. بعضی از کرم های انگل، بیماریهای شدیدی را در جانوران و انسان پدید می آورند. کرم ها در آب های شور، شیرین، خاک بدن گیاهان و جانوران زندگی می کنند. طول بعضی از اقسام کرم ها مانند کرم کدو تا چندین متر هم می رسد. اما اقسام میکروسکوپی هم در بین آنها زیاد است. همه ی کرم ها بدنی نرم و بدون اسکلت دارند.
کرمها را بر اساس ساختمان بدن به سه گروه :‌
حلقوی،‌لوله ای و پهن طبقه بندی می شوند.

نرم تنان :

همه ی نرم تان به جز نمونه محدود در آب زندگی می کنند . بدن بیشتر نرم تنان را از بیرون صدف آهکی می پوشاند. صدف برخی از نرم تنان قیمتی و گرانبهاست.

بندپایان :

بندپایان، اسلکت خارجی و سخت دارند. بدن و اندام های حرکتی آنها بند بند است. بندپایان و به ویژه حشرات، از بقیه ی بی مهره ها فراوان ترند و انواع آن ها را در آب ، روی خشکی ، داخل خاک و همه جای دیگر می توان یافت.

خارپوستان :

‌همه ی انواع در دریاهای گرم زندگی می کنند. این جانوران به هیچکدام از گروههای دیگر شباهت ندارند. در بدن آن ها، آب درمسیرهای خاصی حرکت می کند و نیازهای سلول را تأمین می کند.

ماهی ها :

ماهیهای مختلفی در دریاها زندگی می کنند که از لحاظ شکل ، رنگ ، اندازه ، نوع غذا و نوع رفتارها بسیار با هم فرق دارند. اسلکت برخی از ماهی ها غضروفی است. (مثل کوسه، ماهی خاویار، اره ماهی، سفره ماهی و …) داشتن آبشش و باله، ماهی را برای زیستن در آب سازگار می کند بیشتر ماهیها دارای فلس هستند،‌پولک به نوع خاص از فلس گفته می شود.

دوزیستان :

دوزیستان در آب تخم ریزی می کنند و نوزاد آن ها مراحل اول رشد را در آب طی می کند، اما چون بعداً آبشش آنها تبدیل به شش می شود، جانورا باید بقیه ی زندگی را در خشکی بگذراند. قورباغه از دوزیستان است. نوزادان قورباغه گیاه خوارند. اما جانور بالغ، گوشت خوار است. پوست قورباغه نازک است، پولک … ندارد. شش قورباغه ها کوچک است و نیاز جانور را رفع نمی کند. به این علت، قورباغه ها تنفس پوستی هم دارند.

خزندگان :

بدن خزندگان با صفحات یا پولک های سخت پوشیده شده است. دست ها و پاهای خزنده کوتاه اند، بنابراین جانور، در هنگام حرکت شکم خود را روی زمین می کشاند. بیشتر خزنده ها در خشکی زندگی می کنند. خزندگان تخم هایی با پوسته ی نرم و قابل انعطاف می گذارند. دانیاسورها خزندگان قدیمی خشکی زی هستند که نسل آن ها در حدود میلیون ها سال پیش از بین رفته است.

پرندگان :

پرنده ها برای حرکت کردن انرژی زیاد صرف می کنند و برای جبران آن باید غذای زیادی بخورند. بدن پرنده ها از پر پوشیده شده است . پر، که سبک و مقاوم است همه بدن را گرم نگه می دارد، هم به سبک شدن بدن و پرواز کمک می کند. پرنده ها، از لحاظ شکل بدن، پاها، منقار و غیره با هم فرق های بسیاری دارند، در پرندگانی که خوب پرواز می کنند، استخوان ها پرحفره اند، چنین ساختمانی علاوه بر استحکام زیاد، بدن را نیز سبک می کنند.

پستانداران :

پستانداران ، در همه جاهای زمین زندگی می کنند و بین همه آن ها، ویژگی های مشترکی را می توان یافت. مثلآً بدن این جانوران از مو، پشم یا کرک پوشیده شده است. بیشتر آن ها بچه زا هستند و جنین غذای خود را از خون مادر می گیرد. همه پستانداران غده های شیری دارند و شیر غذای نوزدان است. قدرت یادگیری این جانوران زیاد است.

فصل ۱۱
طراحی کنید
اسفنج برای رشد و تولید مثل نیاز به تغذیه و تنفس دارد، اما دستگاه خاصی برای انجام این عمل ندارد. به نظر شما اسفنج چگونه تغذیه و تنفس می کند؟ آیا به خون احتیاج دارد؟

۱ – سطح بدن اسفنج پر از سوراخ است. در درون بدن این موجود زنده سلول هایی وجود دارد که با ضربه زدن با هم باعث جریان یافتن آب می شود. آب های اکسیژن و ذرات ریز غذا است. این سلول ها غذا را جذب می کنند و به حفره های وسط بدن انتقال می دهند. از طریق این سلول ها، مواد غذایی به نقاطی از بدن که نیاز به غذا دارد منتقل می شود مواد زاید نیز از سوراخ های بزرگ وسط بدن به بیرون رانده می شوند.
۲ – اسفنج ها به خون احتیاج ندارند. زندگی اسفنج ها به جریان آب بستگی دارد. زیرا آب باعث انتقال غذا و اکسیژن به اسفنج می شود و مواد زاید آن ها را با خود حمل می کند.

فکر کنید
مفهوم بدن کیسه مانند چیست؟بدن این موجودات مانند چیست؟

بدن این موجودات مانند کیسه است و این کیسه با مجرایی به خارج باز می شود که هم به منزله ی دهان و هم مخرج است.

بازوهای کیسه تنان که اطراف دهانه ی کیسه قرار گرفته اند چه نقشی دارند؟

باعث جریان یافتن آب و هدایت غذا به سوی دهان می شود.

مشاهده کنید:
تصاویر مشاهده کنید
پوشش سخت بیرونی بدن جانورانی از مواد معدنی خاصی درست شده که به آن استحکام می بخشید. یک صدف خالی حلزون را در سرکه ی غلیظ بیندازید. پس از چند ساعت آن را ببیند. چه اتفاقی افتاده است؟ حباب های گاز نشانه ی چیست؟
یک صدف خالی حلزون در سرکه ی غلیظ نرم می شود / حباب های گاز نشانه ی کربن دی اکسید است.

فکر کنید
مگس که در اطراف ما زیاد دیده می شود یکی از عوامل مهم انتقال آلودگی است. با توجه به تصاویر علت آن را بیان کنید.

مگس به کمک خرطوم شیرابه را می مکد و در روی مواد می نشیند و شیرابه را منتقل می کند.

اطلاعات جمع آوری کنید
ماهی های خاویار دریای خزر، مرغوب ترین خاوریار جهان را تولید می کند،‌درباره خاویار طرز تهیه ی آن اطلاعاتی را تهیه کنید.
خاویار تخم های چند گونه از ماهی های ازون برون است که از چندین نقطه در آب دریاها و آب های شیرین جهان یافت می شوند. اما درشت ترین و مرغوب ترین آنها در آب های سواحل شمالی کشور ما در دریای مازندران زندگی می کنند.
برای بدست آوردن خاویار ابتدا ماهیهای صید شده را با آب تمیز می شویند و شکم آها را باز می کنند و تخم ها (خاویار) را در تشک هایی جمع آوری می کنند.سپس آن ها را در یک توری می ریزند تا کاملاً از یکدیگر جدا شوند. به این تخم ها نمک می زنند و بعد از مدتی آب نمک را از خاویار جمع می کنند و با فشار بر روی آن ها ترک ایجاد می کنند. خاویار بدست آمده را در قوطی کنسرو بستنه بندی می کنند.

آزمایش کنید
تعدادی از پرهای پرواز و پرهای پوشش بدن چند پرنده را جمع آوری کنید. به ساختمان پرها دقت کنید. اجزای یک پر چگونه و از کدام طرف از هم باز می شوند؟
پرها با توجه به شکل و نوع آنها با هم متفاوتند.

۱ – اگر پرهای مختلف را رها کنید،‌کدام زودتر به زمین می رسند، آیا در مورد پرندگان مختلف تفاوتی وجود دارد؟
پرهای پرواز

۲ – اگر پرها را در آب فرو برید، کدام آسان تر و کدام سخت تر خیس می شوند؟ پری را به نفت آغشته کنید. اگر آن را در آب فرو برید، سرعت خیس شد این پر با پر خشک مشابه خود متفاوت است؟
پرهای پرواز سخت تر خیس می شوند. پری که به نفت آغشته است دیر خیس می شود.

مقایسه کنید

این سه نوع پا، مربوط به سه نوع پستاندار کف رو، پنجه رو، و ناخن رو است. شباهت و تفاوت آنها در چیست؟ برای هر یک از این نوع روش های حرکت چه جانورانی را می شناسید؟
پای پستانداران معمولاً به پنج انگشت ختم می شود و این کیفیت در انسان و سایر پستانداران عمومیت دارد. این سه نوع پا از لحاظ استخوان بندی به هم شبیهند اما متناسب با نوع حرکت، تغییراتی در آنها پدید آمده و بعضی از استخوان ها بیشتر رشد کرده اند.
الف) کف رو (پای انسان) :
کف پا و انگشتان روی زمین تکیه دارد.
ب) پنجه رو : (پای گربه):
کف از زمین کمی و فاصله دارد و فقط ۴ انگشت روی زمین تکیه دارند. این حالت برای دویدن سریع مناسب است.
ج) ناخن رو: (پای اسب):
فقط با یک انگشت که روی زمین تکیه دارد راه می روند یا می دوند و کف پا کاملاً بالا است.

انتخاب کنید .
به نظر شما کدام نتیجه گیریهای زیر درست اند :
۱ – جانوران نمی توانند غذای خود را بسازند. همه ی آنها غذا را از محیط اطراف می گیرند.
صحیح .همه جانوران بطور مستقیم یاغیرمستقیم از گیاهان تغذیه می کنند.
۲ – جانوران ، غذای خود را گوارش می دهند.
صحیح . زیرا پروتئین ها ، چربی ها و مواد قندی در بدن آن ها به ذرات ریزتری تبدیل می شود.
۳ – بعضی از جانوران در دریا و بعضی در خشکی زندگی می کنند.
غلط زیرا دوزیستان در هر دو محیط زندگی می کنند.
۴- بسیاری از جانوران حرکت می کنند. حرکت آن ها برای یافتن جای مناسب تر زندگی،‌ یا پیدا کردن جفت است.
غلط . زیرا بعضی از جانوران مثل اسفنج ها،‌اصطلاحاً قادر به حرکت نیستند. در بیشتر موارد نیز حرکت برای بدست آوردن غذا و فرار از خطر است.
۵ – بدن همه ی جانوران از تعدادی زیادی سلول درست شده است . هر گروه از سلول های کارهای ویژه ای از قبیل گوارش غذا، حرکت ، تنفس یا دفع مواد را انجام می دهند. صحیح . زیرا در این صورت کارها همیشگی و بهتر و سریعتر انجام می گیرد.

اهمیت طبقه بندی :

در زندگی روزانه ، طبقه بندیهای مختلفی را می بینید. طبقه بندی کردن باید کارها را ساده تر کند. بنابراین بهترین طبقه بندی آن است که کاربرد بیشتری داشته باشد. برای طبقه بندی موجودات زنده باید ویژگیهایی را انتخاب کنیم که در میان دسته ای از آنها مشترک بوده و بتواند آن گروه را از بقیه جدا کند. در هر گروه نیز به همین روش می توان گروههای کوچکتری ایجاد کرد.
انتخاب ویژگی مشترک بسیار مهم است. اگر این کار درست انجام نگیرد، ممکن است جاندارانی که شباهت های کم و تفاوتهای زیادی دارند، در یک گروه قرار گیرند. «پایه تحصیلی» ، ویژگی مشترکی است که دانش آموزان یک مدرسه را بر اساس آن طبقه بندی می کنند.

طبقه بندی جانداران :

منظور از طبقه بندی موجودات زنده این است که جانداران دارای ویژگیهای مشترک را در گروههای مشخصی قراردهند. در این صورت با بررسی هر گروه،‌می توان ویژگیهای اعضای آن را شناخت.
اگر بخواهید دنبال جاندارانی که ممکن است در آبگیرها یا پرچین های یک مزرعه زندگی می کنند، بگردید، باید راهی برای شناسایی آن ها داشته باشید.
یکی از راههایی که زیست شناسان برای شناسایی جانداران استفاده می کنند. استفاده از کلیدهای شناسایی است. کلیدهای شناسایی، مجموعه ای از پرسش هاست که براساس ویژگیهای جانداران تهیه شده و به کمک آنها می توان نام جانداران را پیدا کرد. کلیدهای شناسایی بر اساس ویژگیهای مشترک انتخاب می شوند. تصویر کلیدهای شناسایی ص ۱۰۴

زندگی جانوران :

همه جانوران موجوداتی پر سلول اند. وقتی که سلول ها در بدن یک جاندار در کنار هم باشند، نسبت به حالت انفرادی، از مزایای زیادی بهره مند خواهند بود.در بدن جانوران، هر گروه از سلول ها ، کارهای ویژه ای را برعهده گرفته اند. البته هر چه سلول های بدن یک جاندار تخصص یافته تر باشند. گفته می شود که آن جاندار ساختمان پیچیده ای و پیشرفته تری دارد. با آن که گوناگونی جانوران در محل زندگی شکل بدن، نوع غذا، طرز تنفس،‌رفتارها و غیره زیاد است، اما همه ی جانوران پرسلولی هستند و هیچکدام توانایی غذاسازی ندارند.

شکل بدن :

جانورانی که ساختمان بدنی ابتدایی دارند. در سطح یا داخل بدن، قسمت سختی ندارند . یعنی اسکلت در بدن آن ها دیده نمی شود. سایر جانداران در خارج یا داخل بدن خود اسکلتی دارند که محافظ بعضی از اندام ها و تکیه گاه بیشتر ماهیچه هاست.

غذا خوردن :

هر جانوری برای آنکه بتواند رشد کند و فعالیت های لازم را انجام بدهد، نیاز به ماده و انرژی دارد. ماده و انرژی از راه غذا خوردن به بدن می رسد. چون هیچکدام از جانوران نمی توانند مانند گیاهان غذاسازی کنند، نیازهای خود را از بدن جانداران مختلف تأمین می کنند.

تنفس کردن :

همه جانوران برای تجزیه کردن مواد غذایی در داخل سلول های خود، به اکسیژن نیاز دارند، اما چون بعضی در آب و برخی در خاک زندگی می کنند، نوع دستگاه تنفسی آنها مشابه نیست.

فکر کنید :
۱ – محل زندگی جانوران بسیار مختلف است. بطوری که از روی انواع زیستگاه، جانوران را به دو گروه بزرگ آب زی و خشکی زی تقسیم می کنند.
زیستگاه چه جانورانی دقیقاً در دو گروه آب زی یا خشکی زی جا نمی گیرد؟

بعضی از جانوران بطور کامل نمی توانند تمام مراحل رشد خود را در یک زیستگاه طی کنند. بخشی از آن را در آب و بخش دیگر را در خشکی به سر می برند. این جانوران معمولاً در محیط هایی زندگی می کنند که زیاد از آب دور نیست . مانند قورباغه ،‌وزغ همچنین جانورانی که غذای خود را از محیط آب تأمین می کنند اما در خشکی لانه می سازند و استراحت می کنند نیز در این گروه جای می گیرند. این قبیل جانوران از محیطهای کوچک آب (رودخانه، برکه ، دریاچه) و سواحل دریا استفاده می کنند، مانند مرغ ماهی خوار

۲ – اگر با جانور جدیدی روبرو شدید که قبلاً آن را ندیده اید، با توجه به کدام خصوصیت ها نوع زیستگاه آن را تعیین می کنید؟

باید به نوع سازگاری های بدنی مانند شکل اندام های حرکتی، نوع پوشش بدن برای زیستن در محیط های سرد و گرم، وضع دندان از لحاظ نوع غذایی که می خورد (گوشت خوار یا علف خوار) و حتی چالاکی و وضعیت است دست و پا برای شکار کردن توجه کرد.

فکرکنید
۱ – با اینکه ملخ و کک حشره اند. خرگوش و کانگورو پستاندارند و قورباغه یک دوزیست است،‌اما روش حرکت کردن آن ها به یکدیگر شباهت دارد. دلیل این شباهت چیست؟

محل اتصال اندام های حرکتی به اسکلت در آن ها تقریباً یکسان است.

۲- به نظر شما آیا اتصال اندام های حرکتی به اسکلت ، در سرعت حرکت جانور مهره دار تأثیر دارد؟ دلیل بیاورید یک پستاندار و یک خزنده را مقایسه کنید)

اندازه و محل اتصال پا به تن در سرعت حرکت جانوران اثر دارد. با توجه به محل اتصال اندام ها و طول آن ها، انواع مختلف مهره داران را شاهدیم. در خزندگان دست و پا اندکی به زیر بدن متمایل شده و در پستانداران کاملاً در زیر بدن قرار گرفته است. به همین دلیل در مقایسه با پستانداران سرعت حرکت بیشتری دارند زیرا پاهای آن ها مانند ستون،‌وزن بدن را به خوبی تحمل می کنند.

فکر کنید :
به جز دندان ها، کدام اندام ها در جانوران گوشتخوار و علفخوار فرق دارد؟

طول دستگاه گوارش علف خواران زیاد و معده ی آن ها بزرگ است ولی دستگاه گوارش گوشتخواران طول زیادی ندارند. زیرا گوشت در مقایسه با علف غذای زود هضم است. اندام های حرکتی در پستانداران گوشت خوار،‌عضلانی تر و قوی ترند و در پنجه های آن ها چنگال وجود دارد. جثه نیز لاغر تر و کوچکتر است، جانوران صیاد اصولا باید چالاک و سریع باشند تا بتوانند طعمه ی خود را بگیرند.

فکر کنید
در بدن پرنده ها علاوه بر شش ها، تعدادی کیسه ی هوا هم وجود دارد که به جذب اکسیژن کمک می کنند. پرنده ها دستگاه تنفس کارآمدی دارند که امکان تبادل گازهای تنفسی را به بهترین حالت فراهم می کند. چرا باید دستگاه پرندگان کارآیی زیادی داشته باشد و خیلی خوب عمل کند ؟

پرنده ها به علت دمای زیاد و فعالیت شدید بدن،‌در مقایسه با سایر مهره داران به غذا و هوای بیشتری نیاز دارند. بنابراین چند کیسه ی هوایی با دیواره های نازک هم به شش ها کمک می کند تا اکسیژن لازم از هوا گرفته شود.

یخچال ها :

بیشترآب شیرین ذخیره شده در روی زمین، به صورت یخ است ، یخچال ها توده های عظیم یخ و برفی هستند که بیشتر از هر جای دیگر در دو قطب زمین قرار دادند. اگر روزی هوای یخ های روی زمین آب شوند، آب دریاها ده متر بالا می آید.
البته بجز یخچال های قطبی، در دره های کوههای بلند که حتی در فصل تابستان هوا در آن جا بسیار سرد است، همه برف ها ذوب نمی شوند و در طول سالهای متمادی یک یخچال بوجود می آید. اما حجم این گونه یخچال ها در مقایسه با حجم یخچال های قطبی، بسیار ناچیز است.

آبیاری :

پس از هر بار بارندگی مقداری آب در روی زمین جاری می شود. در فصل بهار که قسمتی از یخ و برف موجود در روی کوه ها ذوب می شود، مقدار آب های جاری افزایش می یابد. البته عوامل متعددی بر میزان آب جاری اثر دادند که شیب زمین، جنس زمین، شدت و میزان بارندگی و پوشش گیاهی از آن جمله اند.

پیدایش رودها:
فعالیت رود:

سرچشمه ی بیشتر رودها در نقاط کوهستانی و ارتفاعات است. زیرا در این نقاط، بارندگی بیشتر است. آبی که به صورت جوی های کوچک از نقاط کوهستانی به سمت پائین سرازیر می شود، به علت شیب زیاد زمین ، انرژی زیادی دارد، پس مسیر خود را تخریب می کند و دره های کوچک و بزرگ پدید می آورد. جنس سنگ هایی که در مسیر رود قراردارند، در شکل دادن به دره، بسیار مؤثر است.
به مواد درشت و ریزی که توسط رود حمل می شوند، آبرفت گفته می شود. مواد همراه آب یا در کف رودها، رسوب می کنند. یا آن که به داخل سدها، دریاچه ها و دریاها می روند.

مواد آبرفتی دو ویژگی دارند تقریباً گرد و بدون زاویه اند. از جنس های مخالفند. دلیل این دو ویژگی چیست؟ آبرفت ها را معمولاً در پای کوهها می توان یافت. و گاهی وسعت آنها زیاد است.

سدسازی :

در بیشتر نقاط زمین آب های جاری قبل از اینکه مورد استفاده قرارگیرند، از دسترس خارج می شوند و به دریا، دریاچه ها و مرداب ها می ریزند. سدسازی یکی از راههای است که به وسیله آن می توان از آب های جاری استفاده های بهتر و بیشتری کرد.

آب های زیرزمینی:

تعداد زیادی از آب شیرین در زیرزمین ذخیره می شود. قسمتی از آب باران و ذوب برف ها در خاک سست یا سنگهای دارای ترک و شکاف نفوذ می کند.

خاک یا سنگی که آب بتواند در آن داخل شود، نفوذ پذیر است. بعضی از سنگ ها مانند ماسه سنگ ،نفوذ پذیرند. اما بعضی از سنگ ها و خاک ها مانند خاک رس تقریباً غیرقابل نفوذاند. و آب نمی تواند در آن ها داخل شود. آب تا جایی در زمین پائین می رود، که به سنگ های غیرقابل نفوذ برسد. لایه های آبدار همیشه در روی لایه های نفوذ ناپذیر تشکیل می شوند. ضخامت لایه ی آبدار به عواملی مانند مقدار بارندگی سالیانه، میزان نفوذ پذیری خاک و سنگ ها و مقدار برداشت آب، از عوامل مهم به حساب می آیند.

استفاده از آب های زیرزمینی:

در بسیاری از مناطق کشور ما، از آب چاه و چشمه برای آشامیدن و آبیاری زمین های کشاورزی و باغ ها و مصارف دیگر استفاده می شود. چاه را در محل هایی حفر می کنند که اطمینان دارند در زیر آن لایه های آبدار وجود دارد.

مشکلات مربوط به چاهها:

امروزه به حالت افزایش مصرف، از چاهها آب بیشتری برداشت می شود و این عمل در بعضی از مناطق، از مقدار ذخیره آب زیرزمین می کاهد. جانشین شدن آب چاههایی که استفاده زیادی از آنها می شود به گذشت هزارها سال نیاز دارد.

دریاها و دریاچه ها :

تقریباً تمامی تحولات آب و هوایی تحت تأثیر دریاها هستند. علاوه بر آن، دریاها و دریاچه ها در تأمین غذای انسان و جانداران دیگر و همچنین در تأمین برخی از منابع معدنی،‌انرژی و حمل و نقل نقش مهمی دارند.

شوری آب دریاها و دریاچه ها:

زمانی که آب دریاها به وجود آمدند، آب آنها تقریباً خالص بود، اما امروزه اگر یک لیتر آب دریا را بجوشانید، حدود ۳۵ گرم نمک های مختلف از آن بدست می آورید که حدود ۲۷ گرم آن نمک خوراکی است.
شوری آب دریاچه ها بسیار متفاوت است. ممکن است آب برخی از دریاچه های شیرین باشد و از آن برای آشامیدن استفاده کنند. برخی از دریاچه ها هم آب شور یا بسیار شور دارند. هر لیتر آب دریاچه ی ارومیه نزدیک به ۳۰۰ گرم نمک دارد.

امواج :

عامل اصلی بوجود آورنده ی امواج، وقتی باد بر سطح آب می وزد، به علت وجود اصطکاک ،‌آب را در جهت خود حرکت می دهد و موج بوجود می آورد. هر چه باد شدیدتر باشد و به مدت طولانی تر بوزد. موج های بلندتر را ایجاد می کند. وقتی که موج به سوی ساحل پیش می آید به محلی می رسد که عمق آب بسیار کم است. در این حالت ته موج،‌با کف دریا برخورد می کند و در نتیجه انرژی زیادی بوجود می آید که می تواند سبب تخریب ساحل شود. گاهی زلزله های زیردریایی امواجی را در سطح آب ایجاد می کنند،‌این امواج با رسیدن به ساحل ،‌خرابی های زیادی را بوجود می آورند. ( تصویر امواج دریا ، ص ۹۸)

آلودگی محیط دریا:

منظور از آلودگی ، ورود مواد زیان آور ، به یک محیط است. بیشتر آلودگیهای دریایی در آب های ساحلی اتفاق می افتد. (تصویر منابع آلوده کننده آب دریا، ص ۱۰۰)

اطلاعات جمع آوری کنید
۱ – در کدام کوههای ایران یخچال دائمی وجود دارد؟

علم کوه – سبلان – دماوند

۲ – بزرگترین بخچال های کوهستانی کره زمین در چه نقاطی قراردارند؟

بزرگترین یخچال های کوهستانی کره زمین در فلات پامیر، تبت و ارتفاعات هیمالیا دیده می شود.

فکر کنید
برای خشک شدن چاه طرف راست، حداقل دو دلیل بیاورید.

۱ – نزدیک بودن دو چاه به یکدیگر؛
۲ – عمیق بودن طرف چپ، اگر در یک منطقه چاههای نزدیک به یکدیگر با عمق های متفاوت حفر می شود چاهی که عمق بیشتر دارد آب چاههای کم عمق را به طرف خود می کشد.

اطلاعات جمع آوری کنید.
۱ – آب چشمه های آب گرم چه تفاوتی با آب چشمه های معمولی دارند؟
دمای آب این چشمه ها گرمتر از دمای آب چشمه های معمولی است. آب اغلب این چشمه ها دارای مواد معدنی مختلف می باشد ک این مواد دارای خواص بهداشتی و درمانی است و در معالجه ی امراض پوستی و بعضی بیماریها مؤثر است که به این آب ها، آب های درمانی گفته می شود.

فکر کنید :
در آب دریاها و دریاچه ها مقداری … گازهای مختلف بصورت محلول وجود دارد که اکسیژن و کربن دی اکسید از بقیه مهم ترند. دلیل چیست؟
اکسیژن برای تنفس موجود است دریایی و کربن دی اکسید برای عمل غذاسازی گیاهان دریایی بسیار مهم است. این گاز اعمال شیمیایی زیادی انجام می دهند و نقش مهمی در رسوب گذاری دریاها و دریاچه ها و تغییر شکل بعدی آنها به عهده دارند.

فکر کنید :‌
۱ – گروهی از دانش آموزان درباره عوامل مؤثر بر شوری آب دریاچه ها اطلاعاتی جمع آوری کنند؟
– تبخیر آب دریاها
– رودها،‌یخچال ها و آب های زیرزمینی که مقدار فراوانی از املاح مختلف را به صورت محلول وارد آب دریا می کنند.
– آتش فشان های فعال در خشکی ها و زیر دریاها
– حل شدن مواد قابل حل موجود در بستر و ساحل دریا.

بحث کنید :‌
۱ – چگونه می توان بدون تعطیل کردن فعالیتهای صنعتی، دریاها را نیز از آلودگی ها حفظ کرد؟
۱٫ استفاده از فیلترهای جدا کننده برای جداکردن مواد آلوده کننده در فاضلاب های شهری، صنعتی و کشاورزی
۲٫ تصفیه آب های خروجی از مراکز صنعتی
۳ – جلوگیری از ورود فاضلاب های شهری و صنعتی به داخل آب دریاها
۴ – انتقال مواد آلوده کننده ی اب دریا به نقاط دورتر
۵ – پاکسازی رودهای آلوده از مواد مضر دریاها.

۲ – آیا افزایش جمعیت انسان بر محیط دریا هم اثری داشته است یا نه ؟
بله ، هر چه جمعیت انسان ها افزایش یابد نیاز به ماده و انرژی بیشتر شده و در نتیجه کارخانجات و فاضلاب های شهری و صنعتی و کشاورزی و … افزایش می یابد.

هوای اطراف زمین،‌مخلوطی از چند گاز است. با مطالعه جدول زیر اجزای هوای خشک را بشناسید.

در هوا مقداری هم بخار وجود دارد. اگر چه مقدار آن نسبت به اجزای دیگر کم است. اما در تحولات مهم آب و هوایی مانند ایجاد، ابر،مه ، باران ، برف دخالت کامل دارد.
مقدار بخار آب موجود در هوا،‌در زمانهای مختلف و از محلی به محل دیگر بسیار متفاوت است. این مقدار بین صفر در نواحی خشک و بیابانی تا حدود ۵ درصد نواحی مرطوب استوایی تغییر می کند. تقریباً ۹۰ درصد بخار آب موجود در هوا تا ارتفاع ۵ کیلومتری سطح زمین جای دارد.

چرخه ی آب :

آب از روی اقیانوس ها و خشکی ها بخار می شود و به هوا می رود.اگر شرایط مساعد باشد، از به هم پیوستن مولکول های آب، ابر تشکیل می شود و باران یا برف بر روی زمین می بارد و آب دوباره به اقیانوس ها باز می گردد. به این ترتیب ،‌آب های زمین، همواره بین دریا، هوا و خشکی در حال جابه جایی اند. به این جابه جایی دائمی آب چرخه آب می گویند.

مقدار آبی که در هر شبانه روز از قسمت های مختلف روی زمین بخار می شود و به هوا می رود، چیزی در حدود حجم آب دریای مازندران است. تبخیر این مقدار آب انرژی بسیار زیادی لازم دارد. علاوه بر دریاها و اقیانوس ها، از روی خشکی ها، در اثر تعریق گیاهان و سوزاندن سوخت ها نیز مقداری بخار آب تولید می شود و به هوا می رود.

تشکیل ابر و بارش

برای آنکه بخار آب، به حالت مایع یا جامد تبدیل شود، وجود سه شرط لازم است:
۱ – بخار آب به مقدار کافی وجود داشته باشد
۲- دمای هوای مرطوب کاهش پیدا کند
۳ – سطح جامدی در اختیار باشد تا مولکول های آب بتوانند به آن بچسبند

اگر ……. این شرط مهیا باشد، بخار آب ممکن است به صورت شبنم ،‌ابر و مه و یا باران درآید.
وقتی بخار آب در نزدیکی سطح زمین به صورت قطره های کوچک آب روی اشیای سرد مانند برگ گیاهان و سنگ ها می نشیند . شبنم بوجود می آید. با افزایش ارتفاع ، دمای هوا کاهش می یابد. بیشتر ابرها هنگامی که تشکیل می شوند که هوای در حال بالارفتن، سرد می شود. اگر در این هوا مقداری بخار آب وجود داشته باشد، به ذرات بسیار کوچک آب یا یخ تبدیل می شوند. اما لازم است سطح جامدی در اختیار باشد تا مولکول های آب بتوانند به آن بچسبند.
ابرهای کومولوس در اثر بالارفتن سریع هوا تشکیل می شوند و به صورت توده های سفید و به شکل گل کلم درآیند. در صورتی که هوا بعد از بالارفتن بطور جانبی (موازی با سطح زمین) گسترش یابد، ابرهای استراتوس تشکیل می شوند.ابرهای استراتوس ممکن است آسمان را بپوشاند بیشتر این ابرها در ارتفاع تشکیل می شوند و گاهی چنان نزدیک سطح زمین اند که مه بوجود می آورند.
ابرهای سیروس، معمولاً در ارتفاع بالا تشکیل می شوند و بارندگی ندارند.

بارش :

نیروی گرانش زمین نمی تواند قطره های بسیار ریز آب و یخ تشکیل دهنده ی ابر را به سمت زمین بکشد، زیرا نیروی تکیه گاه مولکول های هوا آن ها را معلق نگه می دارند. اما در صورتی که قطره های ریز آب در هوا به هم متصل شوند، قطره های درشت تر را می سازند که بر اثر غلبه نیروی گرانش بر نیروی تکیه گاه به صورت باران برزمین می افتند.

اطلاعات جمع آوری کنید
۱ – وقتی گفته می شود هوا آلودگی دارد منظورچیست؟

هوای اطراف زمین مخلوطی از چند گاز است هر گونه ماده ی اضافی که به غیر از این گازها وارد هوا می شود و خواص فیزیکی، شیمیایی، زیستی آن را تغییر دهد. آلودگی هوا نامیده می شود. مانند آلودگی های ناشی از صنعت (مونوکسید کربن – دوده – سرب) آلودگی های ناشی از کشاورزی سم های ضدآفت، گرده های گل)

آیا ممکن است در هوا مواد جامده هم وجود داشته باشد؟ در کجا مقدار آن کم و در کجا زیاد است؟

بله ، در هوای بالای جنگل ها،‌گرده گیاهان و هاگ قارچ ها بیشتر است.
در مناطق آتشفشانی در خاکستر آتشفشانی، در مراکز صنعتی و شهرهای پرجمعیت در دوره، سرب، جیوه و … » بیشتر مشاهده می شود.

تفسیر کنید.
شکل ها دو راه تشکیل ابر کومولوس را نشان میدهند. آن ها را تفسیر کنید.

۱ – هوای گرم اطراف زمین در اثر برخورد به دامنه ی کوه بالا می رود، چون در ارتفاعات هوا سرد است بخار آب متراکم شده را بر تشکیل می شود.
۲ – دو توده هوای سرد و گرم به یکدیگر برخورد می کنند، چون هوای سرد سنگین است پایین قرارگرفته هوای گرم را به بالا می راند در ارتفاعات دمای هوا کاهش یافته و بخار آب موجود در آن متراکم می شود و تشکیل ابر می دهد.

در چه صورتی بارش به صورت برف خواهد بود؟

وقتی دمای هوا در ارتفاعات به زیر نقطه انجماد برسد،‌قطرات بسیار ریز آب تشکیل دهنده ی ابر به بلورهای برف تبدیل می شود و بر اثر نیروی گرانش به طرف زمین می آید.

می دانید که کوتاه ترین فاصله بین دو نقطه،‌خط راستی است که آن دو نقطه را به یکدیگر وصل می کند. برای رفتن از یک محل به محل دیگر،‌مثلاً از خانه به مدرسه ،معمولاً مسیری را می پیمائیم که خط راست نیست. در این حرکت ها ، مجبوریم مانع ها را دور بزنیم، در نتیجه مسیر طولانی تری را می پیمائیم. در حرکت از یک شهر به شهر دیگر نیز وجود مانع های طبیعی مانند تپه، کوه، رودخانه و دریاچه باعث می شود که انسان مسیرهایی طولانی تر از فاصله ی مستقیم میان دو محل را بپیماید.

جابه جایی:

به فاصله مستقیم میان مبدأ و مقصد در جا به جایی و به مجموع طول هایی که متحرک برای رفتن از مبدأ به مقصد می پیماید. مسافت طی شده گفته می شود. جابه جایی و مسافت طی شده،‌هر دو از جنس طول هستند و هر دو را با واحد «متر» اندازه گیری می کنیم. واحدهای دیگری برای اندازه گیری طول به کار می رود که مهم ترین آنها عبارتند از : «کیلومتر،‌سانتی متر و میلی متر»

به عهده دانش آموز

سرعت :

همیشه وقتی درباره سرعت صحبت می کنیم باید زمان و واحد آن را در نظر داشته باشیم. زمان را با واحد ثانیه اندازه می گیرند. در زندگی روزمره هر گاه از واژه سرعت استفاده می کنیم. منظور ما مسافتی است که یک متحرک در واحد زمان یعنی در یک ثانیه می پیماید؟ مثلاً اگر یک خرگوش در هنگام دویدن در هر ثانیه،‌۸ متر را طی کند، سرعت آن ۸ متر بر ثانیه است.
انسان همواره در فکر ساختن وسیله ی نقلیه ی سریعتر بوده است. امروزه بشر با استفاده از علم و فناوری خود وسایل نقلیه ای می سازد که فاصله های بسیار طولانی را با سرعت های بسیار زیاد در زمانی کوتاه می پیمایند. مثلاً هواپیمای مسافربری کنکورد با حمل صدها مسافر با سرعتی بیشتر از سرعت صوت ( حدود ۲۰۰۰ کیلومتر بر سرعت) پرواز می کند.

شتاب :

آیا تا به حال در هنگام حرکت با اتومبیل به عقربه های سرعت سنج آن دقت کرده اید؟ عقربه سرعت سنج در هنگام توقف اتومبیل سرعت صفر را نشان می دهد پس از شروع حرکت، عقربه سنج در هر لحظه عددی را نشان می دهد. این عدد گاهی کوچک است و زمانی بزرگتر یعنی سرعت اتومبیل همیشه ثابت است.

معمولاً سرعت یک متحرک در تمام مدت حرکتش ثابت نیست. راننده سرعت اتومبیل را بر حسب شرایط جاده و آب و هوا به طور مناسب و مطمئن تنظیم می کند. هنگامی که سرعت یک متحرک در حال تغییر است می گوئیم حرکت دارای شتاب است. شتاب نیز مانند سرعت ،‌یکی از ویژگیهای حرکت است. در شتاب،‌نشان دهنده ی تغییرات سرعت در واحد زمان است.
وقتی اتومبیلی مسیر مستقیمی را می پیماید و عقربه های سرعت سنج آن عدد ثابتی را نشان می دهد، یعنی سرعت حرکت اتومبیل ثابت است و تغییر نمی کند. در چنین حالتی شتاب صفر است یا به عبارت دیگر حرکت اتومبیل شتاب ندارد. اما وقتی که عقربه ی سرعت سنج از عددی به عدد دیگر تغییر می کند، یعنی سرعت حرکت اتومبیل تغییر می کند، حرکت شتابدار است.

عامل ایجاد شتاب :

دیدیم که اگر بخواهیم جسم ساکنی را به حرکت درآوریم و یا سرعت آن را کاهش دهیم. باید به جسم نیرو وارد کنیم. نیرو با ایجاد شتاب باعث تغیر سرعت می شود. راننده با فشار پلان گاز و مصرف سوخت بیشتر ، نیروی موتور اتومبیل را افزایش می دهد و با ایجاد شتاب سرعت آن را بیشتر می کند. به همین ترتیب در هنگام کاهش سرعت با ترمزکردن ، مانع چرخش چرخ ها می شود و نیروی اصطکاک که در خلاف جهت حرکت آن است، سبب می شود که سرعت اتومبیل کاهش یابد.
بطور کلی می توان گفت که نیرو عامل تغییر سرعت حرکت اجسام است . اگر نیرویی که بر جسم در حال حرکت وارد می شود با جهت حرکت جسم هم جهت باشد سرعت آن را افزایش و اگر در جهت مخالف باشد،‌سرعت آن را کاهش می دهد.

اطلاعات جمع آوری کنید
درباره واحدهایی که در قدیم برای اندازه گیری طول بکار برده می شده است اطلاعاتی جمع آوری کنید و آنها را در دفتر علوم خود یادداشت کنید.

بحث کنید .

درباره مفهوم سرعت با دوستان خود گفت و گو کنید. سعی کنید تعریفی برای سرعت ارایه نمایید. در این تعریف از واژه های مسافت و زمان استفاده کنید.
مسافتی که یک متحرک در واحد زمان یعنی در یک ثانیه می پیماید یا به عبارت دیگر مسافت طی شده در واحد زمان را سرعت می گویند. واحد اندازه گیری سرعت، متر بر ثانیه یا کیلومتر بر سرعت است.

محاسبه کنید
دونده ای در مدت ۵/۱ دقیقه، مسیر ۵۴ متری مسابقه را می پیماید. سرعت این دونده چقدر است؟

هر دقیقه ۶۰ ثانیه است پس : دونده در هر ثانیه مسافت ۶ متر را طی می کند.
۱/۵ ۶۰ = ۹۰ ثانیه
۵۴۰ ۹ = ۶ متر بر ثانیه

فکر کنید
می دانید اگر موتور اتومبیل در حال حرکت را در یک جاده ی بدون شیب خاموش کنید، پس از مدتی بدون اینکه ترمز بگیرید اتومبیل می ایستد. به نظر شما در طی این زمان ، حرکت اتومبیل شتابدار است یا بدون شتاب ؟ چه عاملی سرانجام اتومبیل را متوقف می کند؟

حرکت اتومبیل شتابدار کاهنده است . زیرا سرعت آن در حال کاهش است. نیروی اصطکاک باعث توقف اتومبیل می شود.

به نیروی جاذبه زمین نیروی گرانش نیز گفته می شود. نیروی جاذبه زمین بر همه چیزهایی که در اطراف آن هستند وارد می شود و آن ها را به سمت زمین می کشد. به همین علت است که اجسام بر روی سطح زمین وزن دارند.

به عبارت دیگر می توان گفت که وزن هر جسم در واقع نیروی جاذبه زمین بر آن جسم است. هر چه از سطح زمین دور شویم. نیروی کشش زمین برروی اجسام کمتر می شود. در فضاهای دوره اجسام تقریباً در حالت بی وزنی قرار می گیرند.

نیروی تکیه گاه :

اگر به اطراف خود نگاه کنید، می بینید که هر جسمی یا روی یک جسم دیگر قرار دارد و یا از جایی آویزان است. به این جسم و یا نقطه ی آویز تکیه گاه می گوئیم. وقتی جسمی مثل یک کشتی یا یک قایق روی سطح آب قرار می گیرد، باعث فرورفتن سطح آب می شود . قایق هم مانند کتاب که خط کش را خمیده می کند، سطح آب را خمیده می کند. یعنی سطح آن هم مانع فرورفتن قایق می شود.
به نیرویی که تکیه گاه بر جسمی که روی آن قرار دارد وارد می کند، نیروی تکیه گاه می گوئیم.

نیروی اصطکاک :

وقتی از هل دادن یک جسم دست بر می داریم یا موتور اتومبیل در حال حرکت را خاموش می کنیم. بعد از مدتی جسم از حرکت می ایستد، نیرویی که مانع ادامه ی حرکت جسم می شود نیروی اصطکاک نام دارد.

نیروی الکتریکی :

یکی از نیروهایی که بیشترین تأثیررا در زندگی انسان دارد،‌نیروی الکتریکی است یک خودکار یا شانه پلاستیکی را با پارچه پشمی مالش دهید و به خرده های ریز کاغذ نزدیک کنید. چه روی می دهد، نیرویی که باعث جذب خرده های کاغذ به شانه می شود،‌نیروی الکتریکی نام دارد.

مشخصه های نیرو‌:

اگر در هنگام بازی توپ، با پای بدون کفش ضربه ای نسبتاً محکم به توپ فوتبال بزنید،‌انگشت پایتان کمی درد می گیرد علت این است که وقتی شما به توپ نیرو وارد می کنید، توپ نیز بر پای شما نیرو وارد می کند.
در بوجود آوردن نیرو همواره دو جسم شرکت دارند و هر جسم به جسم دیگر یک نیرو وارد می کند.

هر نیرو دارای دو مشخصه است :
الف) جهت
ب) اندازه
جهت نیرو را از روی نتیجه ی تأثیر نیرو بر جسم و تغییری که در شکل و یا در حرکت جسم بوجود می آید، تعیین می کنیم . مثلاً وقتی به کتاب نیرو وارد می کنیم و کتاب به طرف شمال حرکت می کند، جهت نیرو به طرف شمال است.

اندازه گیری نیرو :

قبل از آنکه درباره اندازه گیری نیرو فعالیتی انجام دهید، لازم است درباره جرم و اندازه گیری آن مطالبی بدانید.
مثلاً هنگام خرید میوه یا شیرینی ما معمولاً جرم را کیلوگرم تعیین می کنیم. برای اندازه گیری جرم اجناسی، مانند پرتغال ، پنیر و برنج ، کیلوگرم واحد مناسبی است. اما برای اندازه گیری جرم های کوچک تر به جای کیلوگرم از گرم استفاده می کنیم. جرم را معمولاً با ترازوی دو کفه اندازه می گیرند.

بطور کلی هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، آن جسم سنگین تر است یعنی نیروی جاذبه زمین بر آن بیشتر است. وزن را به کمک نیروسنج اندازه می گیریم. واحد اندازه گیری نیرو، نیوتون نام دارد.

آموختید که وزن هر جسم در واقع نیروی جاذبه ای است که از طرف زمین بر جسم وارد می شود. بنابراین واحد اندازه گیری وزن نیز مانند همه ی نیروهای دیگر نیوتون است. اگر یک سنگ را در دست بگیرید، (یک سنگ ترازوی صدگرمی) ، آیا سنگینی آن را احساس می کنید؟ مقدار نیروی وزن چنین وزنه ای تقریباً برابر یک نیوتن است.
همچنین یک سنگ ترازوی یک کیلوگرمی بر روی زمین وزنی تقریباً برابر با ده نیوتن دارد. یعنی از طرف کره ی زمین بر آن نیروی جاذبه ای برابر ۱۰ نیوتن وارد می شود.

همان طور که می دانید واحد جرم کیلوگرم است. ما اکثراً به جای کلمه ی جرم از وزن استفاده می کنیم. مثلاً می گوئیم وزن این قالب پنیر یک کیلوگرم است. در حالی که درست این است که بگوئیم جرم پنیر یک کیلوگرم و وزن آن حدود ۱۰ نیوتون است. جرم یک ماده به تعداد ذره های سازنده آن ماده و جرم هر ذره بستگی دارد. در حالی که وزن یک ماده نیروی جاذبه زمین بر روی جسم است.
در روی سطح زمین وزن یک جسم ( بر حسب نیوتون) از نظر عددی، تقریباً ده برابر جرم آن (بر حسب کیلوگرم) است.

آزمایش کنید

یک بار صندلی و بار دیگر میز یا نیمکت خود را بلند کنید. بلند کردن کدامیک آسانتر است ؟
آیا به پائین کشیده شدن آن ها را احساس می کنید؟ چه چیزی آنها را به پائین می کشد؟ آیا تمام جسم ها به پائین کشیده می شوند؟
بلند کردن صندلی آسان تر است. زیرا جرم صندلی از میز یا نیمکت کمتر است و زمین با نیروی کمتری آن را به سمت خود می کشد.
بله ، زیرا نیرویی برای بالا نگه داشتن آن صرف کنیم . نیروی گرانش (جاذبه زمین) آن را به پائین می کشد..
بله ، نیروی جاذبه بر همه ی چیزهایی که در اطراف آن هستند نیرو وارد کرده و آن ها را به سمت خود می کشد.

فکر کنید
به نظر شما نیروی اصطکاک در انجام کارها و زندگی ما مفید است یا مضر؟

نیروی اصطکاک هم مفید است هم مضر.
مفید در هنگام ترمز کردن ، راه رفتن.
مضر هنگام حرکت قطعات ماشین که باعث گرم شدن قطعات شده و مقداری انرژی به هدر می رود.

اطلاعات جمع آوری کنید:
حتماً تا به حال در یخچال را بارها باز و بسته کرده اید. یک بار دیگر این کار را انجام دهید. اما این بار هنگام بازکردن در یخچال نیرویی را که با دست برای بازکردن به آن وارد می کنید، به آرامی و آهستگی افزایش دهید چه تفاوتی بین بازشدن در یخچال و در یک کمد مشاهده می کنید. موقع بستن در یخچال نیز به آرامی آن را به بدنه یخچال نزدیک کنید. خواهید دید که یخچال از فاصله ی نزدیک در خود را جذب می کند.
۱ – به نظر شما چه نیرویی به این صورت بر باز و بسته شدن در یخچال اثر می گذارد؟
۲ – چه تدبیری برای ایجاد این نیرو بکار رفته است؟
۳ – چرا در یخچال را اینگونه ساخته اید؟
۴ – آیا موارد دیگر برای استفاده از آهن ربا می شناسید؟

۱ – نوار لاستیکی در یخچال دارای آهن رباست نیروی مغناطیسی درب یخچال را به طرف خود می کشد. به همین دلیل برای بازکردن در یخچال به نیروی بیشتری نیاز داریم.
۲ – نیروی مغناطیسی آهن ربا، در را به طرف یخچال می کشد
۳ – برای این کار ، نوارهای آهن را در لاستیک اطراف در یخچال کار گذاشتند تا در یخچال محکم تر بسته شود.
۴- برای اینکه هوای گرم به داخل یخچال نفوذ نکند و از خروج هوای سرد جلوگیری شود.
۵ – از آهن ربا وسایل گوناگون مانند بلندگو، گوشی تلفن و قطب نما ساخته می شود.

فکر کنید
جدول زیر را کامل کنید :

فکر کنید

چگونه می توانیم با یک ترازوی آشپزخانه، جرم یک جسم کوچک مثل فندق را اندازه بگیریم.
ترازوی آشپزخانه برای این اندازه گیری زیاد دقیق نیست. بنابراین برای اندازه گیری جرم یک فندق، تعداد مشخصی فندق ( مثلاً ۱۰ عدد) را با هم در درون ترازو گذاشته و جرم همه ی آن ها را به دست می آوریم. سپس عدد به دست آمده را بر تعداد آن ها (عدد ۱۰) تقسیم می کنیم، جرم تقریبی یک دانه فندق به دست می آید.

صورت های انرژی :
انرژی صورت های گوناگون دارد. بعضی از صورتهای انرژی عبارتند از :‌انرژی شیمیایی،‌انرژی گرمایی، انرژی مکانیکی (حرکتی)، انرژی الکتریکی، انرژی نورانی و انرژی صوتی .
بعضی از صورتهای انرژی را به آسانی نمی توان تشخیص داد. مثلاً‌ درون مولکول های یک حبه قند، انرژی وجود دارد و بدن شما با خوردن قند، این انرژی را به دست می آورد. انرژی موجود در حبه قند یک انرژی شیمیایی است. سوخت هایی مانند نفت و بنزین نیز انرژی شیمیایی دارند برای آزاد کردن انرژی شیمیایی، یک تغییر شیمیایی لازم است. تشخیص دادن دیگر صورت های انرژی آسان تر است. خورشید انرژی نورانی و انرژی گرمایی تولید می کند.

سنگی که از بالای کوهی می غلتد و به پائین می آید دارای انرژی مکانیکی است. تمامی اجسام در حال حرکت انرژی الکتریکی دارند.

انواع انرژی :

بعضی از صورت های انرژی را می توان در اجسام ذخیره کرد. مثلاً وقتی شما یک فنر را می کشید یا آن را فشار می دهید، در هر دو صورت، در آن انرژی ذخیره کرده اید. انرژی ذخیره شده با رها کردن فنر آزاد می شود. به انرژی ذخیره شده انرژی پتانسیل نیز گفته می شود.
اگر وزنه را از سقف رها کنیم ، انرژی ذخیره شده در آن آزاد می شود و جسم به حرکت در می آید در این حالت می گوئیم وزنه دارای انرژی جنبشی شده است. انرژی از هر نوعی که باشد ممکن است از نوع جنبشی یا پتانسیل باشد.
انرژی گرمایی در واقع به جنبش مولکول های هر جسم مربوط می شود. بنابراین انرژی گرمایی از نوع جنبشی است. انرژی نورانی و انرژی صوتی نیز از نوع جنبش و شیمیایی موجود در مواد از نوع پتانسیل است.

تبدیل انرژی ها :

صورت های انرژی نیز می توانند به یک دیگر تبدیل شوند. این تبدیل به راههای مختلف انجام می شود. انرژی الکتریکی در لامپ به انرژی های گرمایی و نورانی تبدیل می شود. یک باتری خورشیدی، انرژی نورانی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. کرم شب تاب انرژی شیمیایی را به انرژی نورانی تبدیل می کند.

بایستگی انرژی :

قانون بایستگی انرژی بیان می کند که انرژی نه خود به خود به وجود می آید نه خود به خود نابود می شود بلکه از صورتی به صورت دیگر یا از نوعی به نوع دیگر تبدیل می گردد. وقتی یک خودرو حرکت می کند تمام انرژی شیمیایی ذخیره شده در بنزین آن به انرژی مکانیکی ( حرکت) تبدیل نمی شود.
بلکه مقداری نیز از انرژی به گرما تبدیل می شود،‌به همین دلیل است که وقتی خودرو را روشن می کنیم، پس از مدتی موتور آن کاملاً داغ می شود. معمولاً وقتی که می خواهیم یک صورت انرژی را به صورت دیگری تبدیل کنیم، مقداری از انرژی اولیه به صورت های دیگر مورد نظر ما نیست تبدیل می شود.

فکر کنید .
کدام صورت از انرژی در زندگی ما بیشترین استفاده را دارد؟

انرژی الکتریکی بیشترین استفاده را دارد. زیرا این انرژی به آسانی به صورت های دیگر تبدیل می شود و دسترسی به آن آسانتر از انرژی های دیگر است.

جدول زیر را تکمیل کنید.

فکر کنید
لامپ و بخاری برقی از نظر تبدیل انرژی با هم چه شباهتهایی دارند؟ چه تفاوتی دارند؟

شباهت :
در هر دو انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی و نورانی تبدیل می شود.

تفاوت :
‌در بخاری برقی انرژی گرمایی مورد استفاده قرار می گیرد و انرژی نورانی تولید شده به هدر می رود و در لامپ انرژی نورانی تولید شده مورد استفاده قرار می گیرد و انرژی گرمایی به هدر می رود.

فکر کنید
چرا یک آونگ در حال نوسان پس از مدتی از حرکت باز می ایستد؟

در هنگام نوسان مقداری از انرژی آونگ به مولکول های هوا منتقل می شود، و آن ها را به حرکت درمی آورد. بعد از چند بار نوسان تمام انرژی آونگ به مولکول های هوا منتقل می شود، و آونگ از حرکت می ایستد.

اگر با ذره بین مقداری خاک باغچه یا گلدان نگاه کنید. خواهید دید که خاک از چندین جزء تشکیل شده است و هر جزء آن با جزء دیگر تفاوت دارد. به چیزهایی مانند خاک که از چند ماده ی مختلف تشکیل شده است مخلوط می گویند

در یک مخلوط هر جزء ویژگی های خود را حفظ می کد. به عبارت دیگر مخلوط شدن یک ماده با ماده دیگر بر ویژگی های آن ماده تأثیری ندارد. برای نمونه نمک چه به تنهایی و چه به صورت مخلوط با ماسه مزه ی شور دارد و در آب حل می شود.

انواع مخلوط
مخلوط ها دو نوعند
ناهمگن و همگن

‌مخلوط ناهمگن به مخلوطی می گویند که اجزای سازنده آن بطور یکنواخت در همه جا پخش نشده اند و در بیشتر موارد نیز می توان همه یا شماری از اجزای مخلوط را به آسانی از یکدیگر تشخیص داد.

دو ویژگی مهم مخلوط های ناهمگن عبارتند از :

۱- قابل تشخیص بودن اجزا
۲- پخش غیریکنواخت و جزء در مخلوط را به خوبی نشان می دهد.

مخلوط های همگن:

نوع دیگری از مخلوط ها هستند که در آ ها اجزای سازنده بطور یکنواخت د رهمه جا پخش شده اند و نمی توان هر جزء را به آسانی از یکدیگر تشخیص داد. به مخلوط های همگن محلول هم می گویند.

ماده ی خالص :

همه مواد شناخته شده یا موجود در طبیعت مخلوط نیستند. نوع دیگری از ماده نیز وجود دارد که تنها از یک جزء‌ ساخته شده است.
به چنین موادی ماده خالص می گویند. مثلاً آب مقطر یک ماده خالص است . زیرا تنها از مولکول های اتمی آب (H2O) تشکیل شده است . جیوه هم از انباشته شدن اتم های جیوه ساخته شده است. بنابراین می توان آن را نیز یک ماده خالص در نظر گرفت.

عنصر ماده خالصی است که ذره های سازنده آن اتم یا مولکول هایی هستند که از اتم های یکسان ساخته شده اند. بنابراین جیوه و اکسیژن هر دو عنصر به شمار می آیند. ترکیب نیز ماده خالصی است که ذره های سازنده آن از اتصال دو یا چند اتم متفاوت ساخته شده اند. بنابراین آب مقطر یک ترکیب به شمار می آید. در ساختار مولکول های آب دو نوع اتم به چشم می خورد. از آن جا که اکسیژن و هیدروژن هر دو عنصر هستند. می توان نتیجه گرفت که ترکیب ها از به هم پیوستن اتم عنصرها به وجود می آیند.

فلزها و نافلزها :

بطور کلی عنصرها را به دو دسته فلز و نافلز تقسیم می شوند. مس،‌آهن، آلومینیوم، اورانیوم و طلا نمونه های آشنایی از فلزها هستند. فلزها سطح براق و درخشانی دارند. چکش خوارند یعنی به راحتی می توان با ضربه آن ها را شکل داد و به صورت میله (مفتول) و یا هر شکل دیگری ورقه درآورد.
همه ی فلزها جریان برق و گرما را به خوبی از خود عبور می دهند. به همین دلیل آن ها را رسانا می نامند. در میان ۱۰۹ عنصر شناخته شده ۸۴ فلز وجود دارد.

نافلزها بر خلاف فلزها رسانای خوبی برای جریان برق و گرما نیستند. به این علت آنها را نارسانا یا عایق می گویند. اغلب نافلزها در حالت جامد شکننده اند و بر اثر ضربه به آسانی خرد می شوند. هم چنین بیشتر آن ها ظاهری غیرشفاف دارند. گوگرد کربن و ید از جمله سرشناس ترین نافلزها هستند.

ناخالصی :

بیشتر مواد موجود در طبیعت به صورت مخلوط هستند. خالص ترین ماده نیز همواره مقادیر بسیار ناچیزی رااز برخی مواد دیگر به همراه دارد. به این مواد همراه ناخالصی می گویند. ناخالصی های موجود در یک ماده خالص از خلوص یا میزان خالص بودن آن ماده می کاهند. هر چه ناخالصی های یک ماده کمتر باشد آن ماده را خالص تر می گویند.
وجود ناخالصی در برخی فلزها سبب بهبود ویژگی های آن ها می شود. برای نمونه طلا به حالت عنصری فلزی نرم و بسیار مشکل پذیر است. افزایش طلا و نقره و مس به طلا استحکام می بخشد، به اینگونه مواد که از مخلوط کردن دو یا چند فلز بدست می آیند آلیاژ یا همجوشه می گویند. با توجه به آنچه تا به حال گفته شده است، می توان مواد موجود در طبیعت را به صورت زیر دسته بندی کرد:

محلول ها :

محلول یک مخلوط همگن است و مانند هر مخلوط دیگری حداقل از دو جزء تشکیل می شود، حلال و حل شونده . در محلول شکر در آب، آب حلال و شکر حل شونده است. حلال مایعی است که حل شونده را در خود حل می کند. آب مهم ترین حلالی است که تا به حال شناخته شده است. زیرا به فراوانی یافت می شود و مواد بسیاری را در خود حل می کند. ماده حل شونده می تواند جامد مایع و گاز باشد.

در این جدول با برخی محلول ها آشنا می شوید:

در محلول های مایع در مایع، مانند محلول آب و الکل هر دو جزء می توانند به هر مقدار با هم مخلوط شوند.

انحلال ناپذیری :

اگر هنگام تهیه شکر در آب، افزودن شکر را ادامه دهید. پس از مدتی خواهید دید که دیگر شکر در آب حل نمی شود و مقداری از آن در ته لیوان باقی می ماند، به چنین مخلوطی محلول سیرشده می گویند. در یک دمای معین، همواره فقط مقدار ثابتی از یک حل شونده می تواند در حجم معینی آب حل شود تا محلول سیر شده ای بدست آید. به این خاصیت حل شونده انحلال پذیر، قابلیت حل شدن در آب می گویند. مواد بسیاری وجود دارند که به مقدار بسیار ناچیزی در آب حل می شوند. درواقع این مقدار آن چنان ناچیز است که می توان این مواد را در آب نامحلول در نظر گرفت. مثلا گچ در آب نامحلول است.

اثر دما بر انحلال پذیری :

تجربه نشان می دهد که به هنگام حل کردن شکر در آب هر چه آب گرم تر باشد مقدار بیشتری شکر در آن حل می شود. در واقع می توان نتیجه گرفت که انحلال پذیری شکر بر اثر افزایش دما زیاد شده است.
تجربه نشان می دهد که با سردشدن تدریجی این محلول، (محلول داغ شکر در آب) شکر اضافی آهسته آهسته به صورت بلور از محلول جدا می شود. از این خاصیت برای تولید بسیاری از مواد بلوری استفاده می شود.

حل شدن گازها در آب:

گازها نیز مانند برخی جامدها و مایع ها در آب حل می شوند. هوا که مخلوطی از چند گاز است تا حدودی در آب حل می شود. ماهی ها از هوای حل شده در آب برای تنفس استفاده می کنند. عوامل متعددی بر حل شدن گازها در آب اثر می گذارد.

جداسازی اجزای یک مخلوط:

همان طور که می دانید در اثر مخلوط شدن دو یا چند ماده تغییری در خواص آنها بوجود نمی آید. از این ویژگی مهم مخلوط می توان برای جداکردن اجزای سازنده ی آن استفاده کرد. جداسازی اجزای یک مخلوط زمانی امکان پذیر است که اجزای سازنده مخلوط حداقل در یک ویژگی با هم تفاوت زیادی داشته باشند.

روش های جداسازی:

اجزای یک مخلوط را به شیوه های گوناگونی می توان از هم جدا کرد. صاف کردن ، سرریز کردن ،‌تبلور و تقطیر از جمله مهمترین روش های جداسازی هستند.

صاف کردن :

حتماً تا به حال کارگری را در حال غربال کردن شن دیده اید. او با کمک یک غربال دانه ی ریز شن را از دانه های درشت آن جدا می کند. به این نوع جداسازی صاف کردن می گویند. در این روش همواره از وسیله ای برای صاف کردن استفاده می شود. به این وسیله صافی می گویند در جداسازی دانه های ریز و درشت شن از یکدیگر غربال نقش یک صافی را دارد.

سرریز کردن :
یک بار هنگام شستن برنج کنار مادر خود بایستید و کار او را از نزدیک نگاه کنید. او پس از مخلوط کردن آب و برنج چگونه برنج را جدا می کند؟ به این روش جداسازی سرریزکردن می گویند. برای مثال، اگر در یک مخلوط دوتایی یک جزء سنگین تر از جزء دیگر باشد، جزء سنگین تر در زیر جزء سبک تر قرار می گیرد.

تبلور :
جدا شدن ماده ی حل شونده از محلول بر اثر سردشدن محلول داغ را تبلور می گویند.

تقطیر:
اجزای سازنده مخلوطی از دو یا چند مایع را می توان به روش تقطیر از یکدیگر جدا کرد. همانطور که می دانید محلول الکل در آب یک محلول مایع در مایع است برای جداکردن الکل از آب از روش تقطیر استفاده می شود.

فکر کنید
هوای پاک و تمیز ، بطور عمده مخلوطی از گازهای اکسیژن ، نیتروژن، کربن دی اکسید،‌آرگون و مقداری بخار آب است.
۱- این هوا چه نوع مخلوطی است، همگن یا ناهمگن ؟ چرا؟
مخلوط همگن . چون گازهای تشکیل دهنده هوا به طور یکنواخت در همه جا پخش شده اند و نمی توان آن ها را به آسانی از هم تشخیص داد.

۲ – اطلاعات جمع آوری کنید:
۱ – آلیاژ طلا را چگونه تهیه می کنند؟
باتوجه به عیار طلا، طلا را با مقدار معینی نقره و مس حرارت داده و با یکدیگر مخلوط می کنند.

۲ – چگونه طلای واقعی را از بدل تشخیص می دهند؟
باتوجه به مشخصات ظاهری و یا از سنگ محک و تیزاب استفاده می کنند. برای تشخیص جسم مورد نظر را روی سنگ محک می کشند تا اثری بر روی سنگ باقی گذارد. سپس از محلول تیزاب مقداری بر روی آن می ریزند. اگر طلا، غیرواقعی باشد، اثر آن بر روی سنگ کاملاً محو می شود ولی اگر طلا واقعی باشد اثر زرد رنگ روشنی برجای می گذارد.

فکر کنید
۱ – با توجه به جدول ص ۳۹ کدام حل شونده بیشتر در آب می شود. آهک یا گچ؟
گچ ، در مقدار مساوی آب (۱۰۰ میلی لیتر) تعداد بیشتری گچ حل می شود.

۲ – یک لیتر محلول سیرشده ی کدام ماده سنگین تر است. شکر یا نمک ؟
محلول سیرشده شکر، از حل شدن ۲۰۵ گرم شکر در ۱۰۰ میلی لیتر آب بدست می آید. در حالی که محلول سیرشده نمک حاصل حل شدن ۳۸ گرم نمک در ۱۰۰ میلی لیتر آب است. اگر مقدار آب در هر مورد یک لیتر باشد، محلول سیرشده شکر در آب از محلول سیرشده نمک در آب سنگین تر است.

فکر کنید :
ماهی ها در آب های سرد اکسیژن بیشتری در اختیار دارند یا در آب های گرم ؟ چرا؟
در آب های سرد زیرا میزان حل شدن گاز در آب سرد بیشتر از آب های گرم است.

فکر کنید
۱ – باتوجه به جدول زیر آیا می توانید دو راه برای جدا کردن براده آهن از خاک اره از مخلوط آن ها با یکدیگر پیشنهاد کنید؟ توضیح دهید.

- آهن ربا را به مخلوط (آهن – خاک اره) نزدیک می کنیم براده های آهن جذب آهن ربا شده و از ظرف خارج می گردد و خاک اره در ته ظرف باقی می ماند.
۲- مخلوط براده آهن و خاک اره را داخل آب می ریزیم ، براده آهن سنگین تر از آب است بنابراین در ته ظرف ته نشین می شود، و خاک اره بر روی سطح آب شناور می ماند. با سرریز کردن می توان اجزاء این دو مخلوط را از یکدیگر جدا کرد.

فکر کنید
اگر مقداری روغن مایع را درون یک لیوان آب بریزید، پس از مدتی روغن از آب جدا می شود و روی آب قرار می گیرد. چرا؟
در این حالت برای جداکردن روغن از آب چه روشی پیشنهاد می کنید.
چون روغن درآب حل نمی شود و سبک تر از آب است بر روی سطح آب جمع می شود.
۱ – روش سرریز کردن
۲ – از ظرف صابون های مایع استفاده می کنیم. بعد از ریختن آب و روغن داخل ظرف آن را وارونه می کنیم. بعد از اینکه روغن روی سطح مایع قرار گرفت درب را فشار می دهیم چون آب سنگین تر از روغن است خارج شده روغن در ظرف باقی می ماند.
۳ – از کیسه فریزی استفاده می کنیم. مخلوط را در داخل آن می ریزیم، کیسه را به صورت مخروط در آورده، سوراخ بسیار ریزی در پائین مخروط ایجاد می کنیم. مثل حالت قبل آب و روغن جدا می شود.

در سال های قبل آموختید که مواد در دمای اتاق (یعنی ْ۲۵C) در سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارند . در شکل زیر وضعیت مولکول های مواد در هریک از حالت ها را توصیف کنید.

ذوب :

اگر یک جسم جامد را در ظرفی گرم کنیم جنبش مولکول های آن تندتر می شود، در نتیجه مولکول ها با یکدیگر شدیدتر برخورد می کنند و از هم فاصله ی بیشتری پیدا می کنند. زیاد شدن فاصله ی مولکول ها از هم سبک می شود که ربایش بین آنها کمتر شود. حال اگر گرم کردن جسم را ادامه دهیم،‌فاصله ی مولکول ها از هم بیشتر و بیشتر و ربایش بین آنها کمتر و کمتر می شود. تا جایی که مولکول ها می توانند آزادانه در ظرف به حرکت درآیند و بدان ترتیب جامد به مایع تبدیل می شود. در این حالت می گوئیم جسم جامد ذوب شده است. به دمایی که ماده ی جامد در آن ذوب می شود نقطه ذوب می گویند.

انجماد:

وقتی یک مایع را به اندازه کافی سرد کنیم، به جامد تبدیل می شود. تبدیل شدن مایع به جامد را انجماد می گویند. دمایی که در آن ماده ی مایع به جامد تبدیل می شود، نقطه انجماد نامیده می شود.
بعضی از مواد ، مثل یخ، در یک دمای معین از حالت جامد به حالت مایع در می آیند و قبل از ذوب شدن نرم نمی شوند. اگر این گونه مواد را سرد کنیم، در همان دمایی که ذوب شده اند، به حالت جامد در می آیند. موادی مانند یخ،قلع و سرب از این دسته موادند. این مواد دارای نقطه ذوب معین هستند. یعنی دقیقاً می توانیم بگوئیم که این مواد در چه دمایی ذوب (یا منجمد) می شوند. در این گروه از مواد نقطه ای ذوب با نقطه ای انجماد برابر است.
گروهی دیگر از مواد در هنگام تبدیل از حالت جامد به مایع کم کم نرم می شوند. مثلاً قیر و شیشه وقتی گرم شوند ابتدا نرم می شوند و از حالت جامد خارج می گردند، سپس در اثر گرم شدن بیشتر، کم کم بطور کامل به حالت مایع در می آیند، این گونه مواد نقطه ای ذوب معینی ندارند و اصطلاحاً گفته می شود که این مواد ذوب خمیری دادند. موادی که دارای نقطه ای ذوب معینی هستند، نقطه ی انجماد می توانند به حالت جامد یا مایع یا به هر دو حالت وجود داشته باشند.

اثر ناخالصی بر نقطه ی ذوب و انجماد مواد:

آیا آب خالص زودتر یخ می زند، یا آبی که مقداری ناخالصی در آن حل شده است؟ آیا وجود ناخالصی روی نقطه ی ذوب و انجماد مواد تأثیر دارد؟ در زمستان ها برای جلوگیری از یخ زدن آبی که در دستگاه خنک کننده ی موتور خودرو وجود دارد، نوعی ماده شبیه الکل را با آب مخلوط می کنند، به این ماده ضدیخ می گویند.

تبخیر:

در دوره ابتدایی آموختید که به تبدیل مایع به گاز ، تبخیر می گویند. در مواد مایع، مولکول هایی که بر روی سطح قرار دارند، به سبب وجود ربایش مولکولی ، به وسیله ی مولکول هایی که در زیر آن ها قرار دارد جذب می شوند، به همین دلیل نمی توانند به آسانی و آزادانه از سطح مایع جدا شوند و به هوا بروند، در هنگام ورود به هوا با مولکول های هوا برخورد می کنند. به عبارت دیگر مولکول های هوا سعی می کنند که از ورود آن ها به هوا جلوگیری کنند. هر چه تراکم مولکول های هوا (فشار هوا) بیشتر باشد، این مقاومت بیشتر است.
در همین حالت چون مولکول های مایع پیوسته در حال جنبش هستند، گاهی مولکول های زیرین به مولکول های روی سطح مایع برخورد می کنند و به آن ها نیرویی به سمت بالا وارد می کنند.
اگر مقدار نیروی ناشی از ضربه ی مولکول های زیرین به نیروی ربایشی که بر یک مولکول روی سطح مایع توسط مولکول های اطراف آن وارد می شود، غلبه کند، این مولکول از سطح مایع جدا می شود و به هوا پرتاب می گردد. بدین ترتیب مایع بخار می شود. تبخیر مایعات در همه ی دماها انجام می شود.

جوشیدن :

همانطور که آزمایش به شما نشان داد، سرعت تبخیر آب و دیگر مایعات در اثر گرم شدن، بیشتر می شود. اگر گرم کردن یک مایع را ادامه دهیم دمای آن بالا و بالاتر می رود تا هنگامی که مایع به جوش آید. در هنگام جوشیدن ، مولکول های مایع، دیگر فقط از سطح مایع تبخیر نمی شوند بلکه در وسط مایع و در کف ظرف نیز حباب هایی از بخار پدید می آید که به سمت بالا حرکت می کنند و در هوا پراکنده می شوند.

میعان:

تبدیل بخار، به مایع را میعان یعنی مایع شدن می نامند. وقتی که یک ظرف آب را در اتاق می گذارید. همان طور که تعدادی از مولکول های آب پیوسته بخار می شوند و به هوا می روند، تعدادی از مولکول های بخار آب موجود در هوا نیز که پیوسته به هر سو در حال حرکت اند، ممکن است بطور اتفاقی و تصادفی به سطح آب برخورد کنند و در اثر ربایش مولکول های سطح آب،‌به آب باز گردند. در این حالت میعان رخ داده است.

روشن است که هر چه مقدار بخار آب موجود در هوا بیشتر باشد، احتمال برخورد مولکول های بخار آب با سطح مایع و بازگشت آن ها به مایع بیشتر است. در بعضی از مناطق کشور ما ، در فصل تابستان، گاهی هوا از بخار آب سیر می شود،‌در این حالت می گویند هوا شرجی شده است.
در هوای شرجی گرچه بدن انسان عرق می کند، اما به دلیل کند بودن سرعت تبخیر، عرق روی پوست بدن خیلی دیر بخارمی شود و چندان کمکی به خنک شدن بدن نمی کند. البته میعان همیشه بر روی سطح مایع صورت نمی گیرد، بلکه هر وقت بخار یک ماده سرد شود، در هر نقطه ای و روی هر سطحی ممکن است میعان صورت گیرد. به عمل تبخیر و میعان متوالی تقطیر می گویند. دستگاه تقطیر وسیله ای است که به وسیله آن می توان از آب شور آب شیرین تهیه کرد. به آبی که از طریق تقطیر بدست می آید آب مقطر گفته می شود.

تصعید و چگالش

بعضی از مواد می توانند مستقیماً از حالت جامد به حالت بخار درآیند. مثلاً چند روز قرص نفتالین را مدتی در یک ظرف در باز بگذارید، مشاهده می کنید، که قرص ها روز به روز کوچک تر می شوند. نفتالین بدون ذوب شدن مستقیماً به بخار تبدیل می شود، به تبدیل مستقیم جامد به بخار تصعید یا فرازش می گویند . تصعید در مورد بعضی مواد دیگر همه اتفاق می افتد. عکس عمل تصعید، یعنی تبدیل مستقیم گاز به جامد چگالش نامیده می شود. برفکی که در یخ ساز یخچال مشاهده می شود، حاصل چگالش بخار آب یعنی تبدیل شدن مستقیم بخار آب به یخ است.

تغییرات گرماگیر و تغییرات گرماده :

در بعضی از تغییرها، ماده باید ازمحیط پیرامون خود گرما بگیرد. به این گونه تغییرها گرماگیر گفته می شود. مثلاً ذوب یک تغییر گرماگیر است. یعنی یک ماده ی جامد برای اینکه به مایع تبدیل شود، باید گرما دریافت کند. اگر مقداری یخ ذوب شود. برای ذوب شدن از چیزهای اطراف خود گرما می گیرد و در نتیجه آن چیزها را سرد می کند. به همین دلیل است که از یخ برای سرد کردن آب و چیزهای دیگر استفاده می شود. علاوه بر ذوب ، تبخیر و تصعید نیز تغییرهای گرماگیر هستند.
می دانید دی اکسید کربن گازی بی رنگ و بو است. اگر این گاز را متراکم و سرد کنیم تبدیل به ماده جامد تقریباً سفید رنگی می شود. این ماده جامد می تواند از محیط اطراف خود گرما جذب کند و مستقیماً به بخار (تصعید) تبدیل شود. چون تصعید کربن دی اکسید جامد ( یخ خشک) گرماگیر است. از این رو سبب می شود که محیط پیرامون سرد شود.

بعضی دیگر از تغییرات گرماده هستند. مثلاً آب در هنگام انجماد یا یخ زدن مقداری گرما به محیط اطراف خود می دهد و سپس به یخ تبدیل می شود. به همین دلیل است که آب را برای یخ زدن در جای سرد می گذارند. یعنی وقت آب در یک محیط سرد قرار بگیرد،‌آن قدر از گرمای خود به آن محیط می دهد تا منجمد شود.

فکر کنید
عوامل مؤثر بر سرعت تبخیر را برشمارید و علت تأثیر هر عامل را با توجه به طبیعت ذره ای ماده و ویژگی های آن (نظریه مولکولی) توضیح دهید.

۱ – گرم کردن :
وقتی به یک مایع گرما می دهیم جنبش مولکول ها زیادتر می شود. به یکدیگر برخورد کرده فاصله بین آنها بیشتر می شود. در نتیجه نیروی ربایش کمتر شده و سریعتر به هوا پرتاب می شوند.

۲ – سطح مایع:
هر چه مساحت سطح مایع بیشتر باشد مولکول ها فرصت بیشتری برای آزاد شدن از سطح مایع پیدا می کنند بنابراین زودتر تبخیر می شوند.

۳ – وزش باد :
وزش باد سبب می شود مولکول هایی که در سطح مایع قرار دارند سریعتر از مایع جدا شده و وارد هوا شوند.

۴ – نوع مایع :
هر چه نیروی ربایش بین مولکول های مایع بیشتر باشد سرعت تبخیر کمتر است.

۵ – ناخالصی :
هر چه ناخالصی بیشتر باشد مایع غلیظ تر شده نیروی ربایش بین مولکول ها زیادتر می شود، فاصله بین مولکول ها کمتر می شود و سرعت تبخیر کاهش می یابد.

۶ – رطوبت :
هر چه رطوبت هوا بیشتر باشد تعداد مولکول هایی که از سطح مایع جدا می شوند با تعداد مولکول هایی که به مایع باز می گردند تقریباً مساوی می شود و در نتیجه تبخیر کاهش می یابد.

فکر کنید
چرا در محیط های مرطوب مثل حمام، لباس های خیس دیرتر خشک می شوند؟

محیط هایی مانند حمام از بخار آب اشباع شده است بطوریکه گاهی اوقات سرعت بخار با سرعت میعان برابر شده و تبخیر صورت نمی گیرد.

آیا می توانید پاسخ این پرسش را به طور کلی به عنوان یکی دیگر از عوامل مؤثر بر سرعت تبخیر بیان کنید؟
بله ، هر چه رطوبت بیشتر باشد، سرعت تبخیر کاهش می یابد

فکر کنید
بارش باران چه ارتباطی با میعان بخار آب دارد؟

بخار آب بر اثر سرما در ارتفاعات متراکم شده به قطرات آب تبدیل می شود یعنی عمل میعان صورت گرفته است.

اطلاعات جمع آوری کنید
نوشیدن مداوم آب مقطر – یعنی آبی که هیچگونه مواد معدنی ندارند – برای سلامتی زیان آور است. چرا؟

در آب های نوشیدنی معمولی ترکیبات مختلف از جمله آهن، کلسیم و فلوئوروجود دارد که تا حدودی نیاز قسمت های مختلف بدن از جمله استخوان ها،‌خون ،‌دندان و غیره را برطرف می کند. چون آب مقطر مواد معدنی ندارد با مصرف مداوم آن بدن دچار کمبود این مواد می شود.

فکر کنید
اگر در یک ظرف شیشه ای دربسته تعدادی قرص نفتالین بیندازیم، پس از مدتی چند بلور بسیار ریز نفتالین روی دیواره ی ظرف و اطراف در آن مشاهده می شود. علت چیست؟

قرص های نفتالین ابتدا به حالت بخار در می آیند (تصعید) در اثر تماس با فضای بالای ظرف ، سرد شده و دوباره به بلورهای ریز نفتالین تبدیل می شوند (چگالش)

فکر کنید
۱ – چرا وقتی از استخر بیرون می آیید بدن شما احساس سرما می کند؟
زیرا آب موجود بر روی سطح بدن برای تبخیر شدن نیاز به گرما دارد و این گرما را از بدن ما دریافت می کند، بنابراین احساس سرما می کنیم.

قانون انبساط و انقباض بیان می کند که : افزایش دما باعث افزایش حجم مواد و کاهش دما سبب کاهش حجم آن ها می شود. بنابراین وقتی حجم ماده ای در اثر گرم شدن افزایش یابد می گوئیم منبسط شده است. و وقتی حجم آن در اثر سرد شدن کاهش یابد، می گوئیم منقبض شده است.

چگونگی درجه بندی کردن دما سنج:

مخزن دما سنج را در ظرف یخ در حال ذوب شدن می گذارند. در این حالت سطح مایع دماسنج در هر نقطه ای که قراربگیرد به عنوان صفر در نظر می گیرند و سپس مخزن دماسنج را در بخار آب جوش و فشار هوای کنار دریا قرار می دهند.
در این حالت سطح مایع درون لوله ی دماسنج در هر نقطه ای که قرار بگیرد آن نقطه را به عنوان ۱۰۰ در نظر می گیرند. سپس فاصله ی بین صفر تا ۱۰۰ را به ۱۰۰ قسمت مساوی تقسیم می کنند و بر هر قسمت را یک درجه می نامند. این نوع درجه بندی را مقیاس سلسیوس می گویند.
سلیسیوس نام مخترع این نوع درجه بندی دما سنج است. نام دیگر این نوع درجه بندی سانتی گراد است. سانتی گراد به معنای صد بخشی است.
قانون انبساط و انقباض یک قانون علمی است. بعضی از قانون های علمی استثنا هم دارند. به جز آب مواد دیگری هم وجود دارند که بر خلاف قانون انبساط و انقباض رفتار می کنند اما نقش و اهمیت این مواد در زندگی و طبیعت به اندازه آب نیست.

انبساط مواد گوناگون :

در اطراف ما مواد گوناگونی وجود دارند. این مواد دارای ویژگی ها و حالت های متفاوتی هستند. حالت ها و ویژگی های هر ماده به ساختار مولکولی و اتمی آن ماده مربوط می شود.

با استفاده از این خاصیت یعنی متفاوت بودن مقدار انبساط مواد مختلف ایستگاههایی برای تنظیم دما ساخته شده اند.
مثلاً در بعضی از وسایل خانگی مانند سماور و اتو برقی لازم است دما در درجه دلخواه تنظیم شود، یعنی از آن درجه بیشتر یا کمتر شود. دماپا (ترموستات) وسیله ای است که برا ی این کار ساخته شده است. دما پا انواع گوناگونی دارد. در یک نوع دماپا، دو تیغه ی فلزی غیر هم جنس مطابق شکل به یک دیگر متصل شده اند. این دو تیغه در دمای معمولی هم طول هستند.

وقتی که دماپا گرم شود، مس بیشتر از آهن منبسط می شود، در نتیجه دماپا به سمت آهن خم می شود. این خم شدن می تواند در خاموش و روشن کردن یک دستگاه برقی به ما کمک می کند.

چرا گرما سبب انبساط مواد می شود؟

دانستید که مواد از ذره هایی به نام اتم یا مولکول ساخته شده اند. همچنین دانستید که این ذره ها پیوسته در حال جنبش اند، در بین آنها فضای خالی وجود دارد و یک دیگر را می ربایند. به این نوع تغییر ساختار ماده، نظریه مولکولی گفته می شود.
نظریه مولکولی همچنین بیان می کند که وقتی دمای ماده ای بالا رود جنبش مولکول های آن زیادتر می شود و وقتی دما کاهش می یابد جنبش مولکول های آن ها کمتر می شود. با افزایش جنبش مولکول ها، برخورد مولکول ها با هم بیشتر و شدیدتر شده و در نتیجه از هم دور می شوند. با دور شدن مولکول ها از هم فضاهای خالی بین آن ها نیز بیشتر می شود، بنابراین حجم ماده افزایش می یابد. شکل زیر وضعیت مولکول های یک ماده را در حالت گرم و سرد نشان می دهد.

مشاهده کنید صفحه ۱۳

۱ – یک دما سنج معمولی را مورد مشاهده قرا ردهید. درباره طرز کار با آن بر اساس انبساط و انقباض با دوستان خود گفت و گو کنید.
هنگامی که دماسنج را در کنار جسم گرم قرار می دهیم، مایع درون دما سنج بر اثر گرما منبسط شده و بالا می رود و اگر دماسنج را در کنار جسم سرد قرار می دهیم، مایع درون دما سنج بر اثر سرما منقبض شده و پائین می آید.

۲ – چرا در مسیر مایع درون دماسنج پزشکی یک خمیدگی ایجاد کرده اند؟
خمیدگی بالای مخزن جیوه سبب می شود که هنگام اندازه گیری دمای بدن بیمار جیوه مایع به مخزن برنگردد و پزشک فرصت کافی برای خواندن دمای دقیق را داشته باشد. البته قبل از هر بار استفاده دماسنج را به شدت تکان می دهند تا جیوه به مخزن باز گردد.

یک پله بالاتر:
۱ – برای جداکردن دو لیوان که در هم گیر کرده اند چه راهی پیشنهاد می کنید؟

داخل لیوان درونی مقداری آب سرد می ریزیم و لیوان بیرونی را داخل یک ظرف آب گرم قرار می دهیم لیوان درونی در اثر سرما منقبض می شود در حالیکه لیوان بیرونی در اثر گرما – منبسط می شود ، بنابراین براحتی از یکدیگر جدا می شوند.

تفسیر کنید
۱ – برای بازکردن در فلزی یک ظرف شیشه ای که بسیار سفت شده است آن را زیر آب داغ می گیرند؟ چرا؟

زیرا در فلزی بر اثر گرما سریع تر از ظرف شیشه ای منبسط می شود ، بنابراین در ظرف به راحتی باز می شود.

۲ – یک گلوله مسی و یک صفحه ی آهنی که روی آن سوراخی دایره ای شکل به قطر گلوله وجود دارد در اختیار داریم. در دمای معمولی گلوله می تواند از سوراخ عبور کند . با توجه به نمودار بالا به این دو سؤال پاسخ دهید.
الف) اگر گلوله مسی و صفحه آهنی را تا دمای نسبتاً زیادی گرم کنیم آیا گلوله باز هم از سوراخ رد می شود؟ چرا؟
خیر، زیرا گلوله ی مسی در اثر گرما بیشتر از صحفه ی آهنی منبسط می شود. در نتیجه حجم گلوله ی مسی از صفحه آهنی بیشتر افزایش می یابد و گلوله از سوراخ رد نمی شود.

ب ) اگر گلوله از آهن و صفحه از مس باشد چه وضعی پیش می آید؟
گلوله ی آهنی از صفحه ی مسی به راحتی عبور می کند زیرا صفحه بیشتر از گلوله منبسط می شود.