برای دانلود 50 تست از انواع نیروهای بین مولکولی هم چسبی دگرچسبی اینجا کلیک کنید

انواع نیروهای مولکولی

دما میدانیم که در درس فیزیک  متراکم کردن آب درون سرنگ یا متراکم کردن یک جسم جامد عملاً امکانپذیر نیست.

برای توجیه پدیده­هایی مشابه این، باید به نیروهای بین مولکولی در یک مایع توجه کنیم.

همچسبی و دگرچسبی یعنی چه؟

به طورکلی نیروهای بین مولکول‌های همسان مانند نیروهای بین مولکول‌های آب را نیروی هم‌چسبی می‌نامیم اما نیروی بین یک مولکول با مولکول دیگر را دگرچسبی می‌گوییم.

وقتی سعی می­کنیم فاصله بین مولکول­ های مایع را کم کنیم نیروی دافعه بزرگی بین آنها ظاهر میشود که از تراکمپذیری مایع جلوگیری میکند. همینطور وقتی مولکولهای مایع را کمی از هم دور کنیم، نیروی جاذبه بین آنها ظاهر میشود به عنوان یک مثال این جاذبه در قطره آب آویزان از شاخه درخت دیده میشود

نیروهای بین مولکولی کوتاه بُرد هستند، یعنی وقتی فاصلۀ بین مولکول‌ها چند برابر فاصلۀ بین مولکولی شود، نیروهای بین مولکولی بسیار کوچک و عملاً صفر خواهند شد.

یا در مثالی دیگر وقتی شیشه میشکند با نزدیک کردن قطعه­های آن به هم نمیتوان اجزای شیشه را دوباره به هم چسباند؛ ولی اگر قطعه­های شیشه را آنقدر گرم کنیم که نرم شوند میتوان آنها را به هم چسباند زیرا نیروی بین مولکولی کوتاه برد است یعنی فقط در فاصله های کوتاه اثر می‎کند. با نزدیک شدن دو قطعه شیشه ، مولکولها در قسمت شکسته به اندازه کافی به هم نزدیک نمی‏شوند و نیروی بین مولکولی شکل نمی گیرد. اما وقتی دو سطح در اثر گرما نرم می شوند فاصله بین مولکول های سطوح دو قطعه و تداخل مولکول های دو قسمت فاصله بین این مولول ها خیلی کم می شود به طوری که می توانند بر هم نیروی جاذبه وارد کنند و به هم بچسبند

بررسی چند پدیده که به کمک نیروهای بین مولکولی توجیح میشوند

کشش سطحی چیست؟

کشش سطحی  به دلیل نیروهای ربایشی که مولکولهای سطح مایع به یکدیگر وارد می  کنند سطح مایع شبیه یک پوسته تحت کشش رفتار میکند و کشش سطحی روی میدهد مثلا آب یک برکه را در نظر بگیرید که یک پشه بدون آنکه در داخلش فرو رود روی ان می ایستد.

 کشش سطحی ناشی از هم‌چسبی مولکول‌های سطح مایع است و آن را می‌توان با نیروهای بین مولکولی توضیح داد. به دلیل نیروهای ربایشی که مولکول‌های سطح مایع به یکدیگر وارد می‌کنند سطح مایع شبیه یک پوستۀ تحت کشش رفتار می‌کند و کشش سطحی روی می‌دهد. نشستن یا راه رفتن برخی حشره‌ها روی سطح آب و یا قرارگرفتن یک سوزن روی سطح آب نشانه‌هایی از کشش سطحی است.

همچنین مثال دیگری از کشش سطحی به کروی بودن قطراتی که آزادانه سقوط میکنند میتوان اشاره کرد.

قطرههایی که آزادانه سقوط میکنند تقریباً کرویاند به ازای حجمی معین، کره نسبت به هر شکل هندسی دیگری، کوچکترین مساحت سطح را دارد. به این ترتیب سطح قطرهای که آزادانه سقوط میکند مانند یک پوسته کشیده شده، تمایل به کمینه کردن مساحتش را دارد.

تر شوندگی چیست؟

ما تاکنون درباره نیروی همچسبی بین مولکولهای یک ماده صحبت کردیم حالا باید بدانید که هنگامی که دو ماده مختلف در تماس با یکدیگر قرار گیرند نیز جاذبه مولکولی مشابهی بین مولکولهای آنها ظاهـر میشود که به آن نیروی دگـرچسبی میگوییم. همچسبی و دگرچسبی هر دو نیروهایی بین مولکولی هـستـند.

تفاوت آنها در این اسـت که همچسبی، جاذبه بیـن مولکولهای همسان و دگرچسبی جاذبه بین مولکولهای ناهمسان است.

هرگاه مایعی در تماس با جامدی قرار گیرد دو حالت می‌تواند رخ دهد. یکی اینکه دگرچسبی بین مولکول‌های مایع و جامد از هم‌چسبی بین مولکول‌های مایع بیشتر باشد. در این صورت می‌گوییم مایع، جامد را تر یا خیس می‌کند اما اگر نیروی هم‌چسبی بین مولکول‌های مایع از نیروی دگرچسبی بین مولکول‌های مایع و جامد بیشتر باشد می‌گوییم مایع جامد را تر نمی‌کند. دقت کنید که عواملی همچون دما و ناخالصی موجب کاهش کشش سطحی میگردد.

اثر مویینگی چیست؟

  لوله‌های که قطر داخلی آنها حدود یک‌دهم میلی‌متر باشد، معمولاً لولۀ مویین نامیده می‌شوند. واژۀ مویین به معنی مُو مانند است. آزمایش نشان می‌دهد اگرچند لولۀ مویین شیشه‌ای و تمیز را وارد یک ظرف آب کنیم، آب در لوله‌های مویین بالا می‌رود و سطح آن بالاتر از سطح آب ظرف قرارمی‌گیرد. همچنین هرچه قطر لولۀ مویین کمتر باشد ارتفاع ستون آب در آن بیشتر است. افزون بر اینها سطح آب در بالای لوله‌های مویین فرورفته است اگر همین آزمایش‌ها را با جیوه انجام دهیم مشاهده می‌کنیم که جیوه در لوله‌های مویین مقداری بالا می‌رود ولی سطح آن پایین‌تر از سطح جیوۀ ظرف قرار می‌گیرد. همچنین هرچه قطر لولۀ مویین کمتر باشد ارتفاع ستون جیوه در آن کمتر است. افزون بر اینها سطح جیوه در لولۀ مویین برآمده است. برای توجیه فیزیکی تفاوت اثر مویینگی آب و جیوه، باید به نیروهای هم‌چسبی و دگرچسبی توجه کرده و اندازۀ آنها را با یکدیگر مقایسه کنیم. آب تمایل به چسبیدن به دیواره‌های شیشه‌ای دارد زیرا نیروی دگرچسبی بین مولکول‌های آب و مولکول‌های شیشه بیشتر از نیروی هم‌چسبی بین مولکول‌های آب است. در نتیجه آب سطح شیشه را خیس می‌کند در لوله بالا می‌رود. در مورد جیوه نیروی دگرچسبی بین مولکول‌های جیوه و مولکول‌های شیشه کمتر از نیروی هم‌چسبی بین خود مولکول‌های جیوه است. در نتیجه جیوه سطح شیشه را خیس نمی‌کند و سطح جیوه در لولۀ مویین پایین‌تر از سطح جیوه درون ظرف قرار می‌گیرد.

بیشتر بخوانید:

 بهترین دبیران فیزیک دهم 

فیزیک دانش بنیادی

اندازه گیری و دستگاه های بین المللی

100 تست از تبدیل واحد فیزیک دهم

50 تست از دقت اندازه گیری

تست: چه تعداد از موارد زیر صحیح است؟

الف) اگر یک لوله موئین شیشه‌ای را در آب قرار دهیم آب در لوله بالا می‌رود و سطح آن کاو خواهد بود اما اگر همین لوله را در جیوه مایع قرار دهیم، جیوه از سطح قبلی خود پایین‌تر می‌ایستد و سطح کوژ پیدا می‌کند.

ب) اثر مویینگی در لوله با قطر داخلی بزرگ­تر از لوله­ی مویین غیر قابل مشاهده است.

ج) کشش سطحی ناشی از دگرچسبی مولکول­های سطح مایع است (همانند نشستن پشه بر روی آب برکه)

د) مثال دیگری از دگرچسبی به کروی بودن قطراتی که آزادانه سقوط میکنند میتوان اشاره کرد.

1) 1                        2) 2                       3) 3                       4) 4

گزینه 1 فقط مورد الف صحیح است

تست: کدام گزینه صحیح است؟

1- دگرچسبی باعث می­شود تا مولکول­های تشکیل دهنده­ی یک قطره مایع از هم جدا نشوند

2- . فاصله­ی مولکول­ها از هم در حالت جامد بسیار بسیار کم­تر از حالت مایع است.

3- شیشه یک جامد بی­شکل است که مولکول­ها در شبکه منظمی کنار هم قرار ندارند.

4- پدیده­ی پخش تنها در مایعات دیده می­شود.

گزینه 3

در گزینه 1 کلمه همچسبی درست است – در گزینه 2 فاصله مولکول های جامد تقریبا هم اندازه مایعات است-در گزینه 4 پخش هم در گازها و هم در مایعات مشاهده میشود

تست: چند مورد  از گزینه‌های زیر صحیح است؟        

1) سه مورد                 2) دومورد              3) پنج مورد               4) همه موارد

الف) در تماس یک مایع با جامد در صورتی‌که نیروی دگرچسبی از نیروی هم‌چسبی بیشتر باشد، مایع، سطح را تر می‌کند.

ب)معمولا هنگامی که جیوه و آب را روی سطح شیشه می‌ریزیم، آب سطح شیشه را تر میکند اما جیوه تر نمیکند

ج) قطره‌های که آزادانه سقوط می‌کنند، به دلیل وجود کشش سطحی کروی میشوند.

د ) نیروهای بین مولکولی در فاصله بسیار نزدیک به صورت رانشی هستند.

و) افزایش دما باعث کاهش نیروی دگرچسبی می‌شود و ما به همین دلیل ظرفهای چرب را با آب گرم می­شوییم

ه) پدیده پخش در گازها سریعتر از مایعات است زیرا مولکولهای گاز نسبت به مایع تندی بیشتری دارند و آزادانه تر حرکت میکنند

و) اگر داخل سرنگ هوا باشد و با دست سوراخش را مسدود کنیم میتوانیم آنرا فشرده کنیم اما اگر داخلش آب برزیم نمیتوانیم آنرا فشرده کنیم زیرا گازها تراکم پذیر هستند اما مایعات تراکم پذیر نیستند زیرا فاصله مولکولی در مایعات کمتر از گازها است و وقتی میخواهیم مایع را متراکم کنیم مولولهای آن بیش از حد به هم نزدیک میشود و ایجاد دافعه میکنند.

ز: هر چه قطر لولۀ مویین کمتر باشد، ارتفاع ستون آب در آن بیشتر است اما ارتفاع جیوه کمتر میشود

ح) اگر مقداری خاک اره روی سطح آب بریزیم درون ظرف شناور میماند ولی اگر مایع ظرف شویی به آب اضافه شود، خاک اره‌ها ته نشین می‌شوند زیرا افزودن مایع باعث کاهش کشش سطحی آب میشود

گ 4

برای دانلود 50 تست از انواع نیروهای بین مولکولی هم چسبی دگرچسبی اینجا کلیک کنید