فرو رفتن سیم در یخ

از ویکی خرد

فهرست مندرجات ۱ پروژه ی ما چیست؟ ۲ روش انجام کار ۳ تقریب ها ۴ نتایج ۵ اعضای گروه ۶ معلم راهنما

پروژه ی ما چیست؟

• ما متوجه شدیم رمانی که سیم یا تکه نخی را بروی یخی قشار دهیم،سیم به درون آن فرو می رود و بعد دوباره روی آن یخ می بندد.پس به دنبال توجیه این پدیده بر آمدیم و شروع به طرح آزمایش کردیم.برای مشاهدات و آزمایش به دو سر سیمی وزنه آویزان کردیم وآن را بر روی قطعه یخی قرار دادیم ودر شرایط کنترل شده به بررسی عواملی مثل ضخامبت سیم،جرو وزنه ها،رسانایی و ... پرداختیم.

روش انجام کار

• در ابتدا تصور می کردیم که این پدیده باید به پیوند هیدروژنی درساختار آب مربوط باشد;ولی باانجام آزمایش ها متوجه شدیم هرچه که فشار بر روی یخ زیاد بیش تر می شود.این آزمایش ها رانیز چندین بار و در محیط های مختلف تکرار کردیم تا بتوانیم نتایج را با هم مقایسه کنیم. هربار نیز نتایج به دست آمده مشابه یک دیگر بودند.

پارامتر های مورد نظر جنس و رسانایی سیم و فشار وارد بودند.در هر بار آزمایش نیز یکی از عوامل را تغییر و سایر عوامل موثر از جمله دما و ضخامت سیم و .... را ثابت نگه میداشتیم.

تقریب ها

• به دلیل تبادل گرمایی یخ با محیط دمای یخ ثابت نمی ماند. مانند زیاد شدن دمای یخ در محیط آزادپس برای رفع این مشکل آزمایش را در محیط هایی با دمای ثابت مانند کلمن،یخچال،فریزر انجام دادیم. یخ جسم صلب نیست و سیم با تمام سطح جانبی خود در یخ فرو می رود،بنابر این سطح محاسبه شده برای فشار درواقع یک نیم استوانه است، که به دلیل نازک بودن سیم سطح جانبی را تقریباً معادل با قطر فرض کردیم.

چون یخ صلب نیست، سیم در گوشه های آن بیش ترفرو می رفت که برای رفع این مشکل ،عرض یخ تا حد توان کم کردیم. مشکل دیگری که داشتیم در نحوه ی محاسبه ی قطر سیم ها برای محاسبه ی فشار بود،زیرا سیم ها با تمام قطر خود ،در یخ فرو نمی روند بلکه تنها سطح کوچکی از سیم در تماس با یخ قرار می گیرد. برای رفع این مشکل سطح تماس را برابر با طول سیم در نظر گرفتیم.

نتایج

• متوجه شدیم مؤثر ترین عامل بر میزان فرورفتن سیم در یخ ،فشار است.یعنی هرچه فشاری که سیم به همراه وزنه ها به یخ وارد می کند،بیش تر باشد، سیم بیش تر فرو می رود. تغییر نقطه ذوب یخ در اثر فشاررا در آزمایش های متداول می توان دید .در واقع فشار باعث می شود،نقطه ی ذوب یخ پایین تر رود و سیم در یخ فرو رفته و دوباره روی آن یخ بزند.

معمولاٌاجسام جامداز مایعشان متراکم ترند، پس فشار به سخت شدن بیشتر آن ها کمک می کندو مانع ذوب آن ها می شود.یعنی فشارمعمولاٌ نقطه ذوب را بالامی برد. ولی یخ در این مورداستثنا است. یعنی چگالی یخ کمتراز آب است.بنابراین فشار نقطه ذوب یخ را پایین می برد.از طرفی هر چه رسانایی سیم بیش تر باشد،گرما ر اسریع تر از محیط می گیرد،زودتر دمای آن بالا می رود و به نقطه ی ذوب خود می رسد.

اعضای گروه

• رومینا اثباتی
• فرنوش عطارزاده

معلم راهنما

• سرکار خانم اسماعیلی