أسئلة يجب أن تعرف أجوبتها

ممَ تتكون الغيوم ؟

كان لكلٍّ مِنّا في الصِّغر تصوّراته الخاصّة عن الغُيوم وكثيرًا ما كنّا نتخيّل أشكالًا مختلفةً منها عند الاستلقاء والنّظر نحو السّماء، وبالطّبع راودكم هذا السؤال: ممَّ تتكوّن الغيوم؟

الغُيوم عِبارةٌ عن كتلةٍ ضخمةٍ من قطرات الماء أو بلّورات الثّلج المُجتمعة أو خليطٍ من كلاهما، وتتشكّل هذه الغُيوم عند صعود الهواءِ السّاخن الرّطب من الأرض نحو السّماء، وكلّما ارتفع هذا الهواء فإنّه يقترب من الطّبقات الباردة، لأنّ الضّغط يقلّ كلّما ارتفعنا للأعلى. أثناء صعود هذا الهواء الرّطب (رطبٌ تعني أنّه مُشبعٌ ببخار الماء) نحو الأعلى، يتكثّف بخار الماء مرّةً أُخرى مشكّلًا قطرات الماء أو بلّورات الجليد بحسب درجة برودة الطّبقة الّتي تُكثّفُ عندها. تبقى قطرات الماء هذه متماسكةً معًا بسبب ظاهرة التّماسك - cohesion الّتي تحدّثنا عنها في الجزء الأوّل وتتشكّل بذلك الغيمة.

نُلاحظ أنّ بعضَ الغُيوم سميكةٌ وأخرى رقيقة، والسّبب هو كثافة قطرات الماء في الغيّمة. تُعتبر الغيوم عنصرًا أساسيًّا في دورة المياه على كوكب الأرض، ولولاها لما كانت هناك أيّة حياةٍ على هذا الكوكب.

في عام 1803 صنّف العالم Luke Howard الغيوم إلى أربعة أنواعٍ رئيسيّةٍ. Cumulus هذا النّوع نراه في أغلب الأوقات لأنّه يتشكّل على ارتفاعاتٍ منخفضةٍ، وتتميّز هذه الغيوم بأنّها مُتكدّسةٌ وكثيفة. النّوع الثّاني يُسمّى Cirrus ونجدُه على ارتفاعاتٍ شاهقة، وتتميّز هذه الغُيوم بأنّها رقيقةٌ جدًّا. النّوع الثّالث stratus نجدها على شكل طبقاتٍ مُنتشرةٍ على مساحاتٍ كبيرة. والنّوع الأخيرnimbus ، وهي الغُيوم الّتي نراها مباشرةً قبل هُطول الأمطار، وتتميّز بلونها الرّماديّ الدّاكن وحركتها البطيئة. قد يجتمع نوعان أو أكثر في غيمةٍ واحدةٍ في بعض الأحيان، وخاصّةً قُبيل العواصف.

هل يمكنك إجابة هذا السؤال، لماذا تبدو الغيوم مسطّحةً من الأسفل؟

[لمعلومات أكثر 1 2 3 4]

هل ستنفجر الشمس ؟

ما الشّمس إلّا نجمٌ مثل سائر النّجوم، وقد سمعنا كثيرًا عن انفجار النّجوم وموتها، فهل ينطبقُ هذا على نجمنا الذّهبيّ؟

الشّمسُ مثلها مثل أيّ نجمٍ آخر عبارةٌ عن مفاعلٍ كبيرٍ جدًّا، تَندمجُ ذرّات الهيدروجين لتُصبح ذرّات هيليوم فتنتج تلك الطّاقة الهائلة الّتي تُغذّي سائرَ المجموعة الشّمسيّة. لكنْ من المُؤسِف أنّ عُمر الشّمس يُقدّر بـ5.5 مليار سنةٍ تقريبًا، وهو العُمر الّذي يبدأ عنده مستوى الهيدروجين في قلب الشّمس بالانخفاض لتبدأ في استخدام الهيدروجين المتواجد في الطّبقات الخارجيّة المُحيطة بها.

عند تلك النّقطة تبدأ الشّمس في مرحلة الاحتضار، حيث يقلّ حجم الطّبقة الدّاخلية للشّمس وتبدأ الطّبقة الخارجيّة في التّوسع بشكلٍ كبيرٍ لتتحوّل بعد ذلك إلى عملاقٍ ضخمٍ ذي لّونٍ أحمر يطلق عليه العملاق الأحمر، وفي المرحلة الأخيرة ستتفحّم المجموعة الشّمسيّة بأكملها بسبب موجة الحرارة الّتي ستُطلقها الشّمس، حتّى أنّ الكواكب المتجمّدة البعيدة عن الشمس مثل بلوتو وحزام كيوبر المعروف مسبقًا بنيبتون، ستتحوّل إلى ساونا، أمّا الكواكب القريبة بما فيها الأرض فإمّا أنّه سيبتلعها العملاق المحتضر أو ستصبح رمادًا.

بالنّسبة لنا نحن البشر في حال لم نستَعمر كواكب في مجموعةٍ شمسية أُخرى فلن يبقى أحدٌ ليشهد تلك المرحلة، فالعلماء يعتقدون أنّ الشّمس الآن في منتصف عُمرها وأنّ درجة حرارة الشّمس تزدادُ بشكلٍ مُنتظمٍ وخلال مليار عامٍ من الآن ستصبح أشعّة الشّمس أقوى بنسبة 10% مما هي عليه الآن، وهو ما يكفي ليتسبّب في غليان المُحيطات على الأرض ليصبح كوكبنا خالٍ من الماء اللّازم لحياة كافّة الكائنات الحيّة.

هل يمكنك إجابة هذا السؤال، ما هي المسافة بين الشّمس والأرض؟

[لمعلومات أكثر 1 2]

كيف يتكوّن قوس قزح ؟

من شدّة جماله اعتبره اليونانيّون القدماء إلهاً وأطلقوا عليه اسم إريس، وقد عَكفت عقولٌ كثيرةٌ على مرّ العصور بدءًا من أرسطو وحتّى ديكارت على البحث عن سبب ظهور ذلك الطّيف الرّائع من الألوان الزّاهية في السماء.

إلى أن جاء العلماء ووجدوا أنّ السّبب الرئيسيّ لظهور قوس قزح هو قطرات المطر الّتي تبقى عالقةً في الغلاف الجوّيِّ بعد هطول الأمطار، ولتلك القطرات كثافةٌ مختلفةٌ عن كثافة الهواء المحيط بها، فعند سقوط أشعّة الشّمس عليها فإنّها تعمل مثل المنشور الزّجاجي الّذي يقوم بتحليل تلك الأشعّة إلى مكوّناتها الأصليّة (تتكوّن أشعة الشّمس من عدّة أطوالٍ موجيّةٍ كلٌّ له لونٌ محدد) ثمّ تقوم بعكسها مرّةً أُخرى نحونا وبالتّالي ينشأ قوس قزح.

كما ذكرنا فقطرات الماء تقوم بعكس أشعّة الشّمس بعد فصلها إلى ألوانها الأساسيّة نحونا فإذا أردنا أن نرى قوس قزحٍ يجب أن يكون ظهرنا نحو الشّمس وأن ننظر للأعلى بزاوية 40 درجة تقريبًا وهي الزّاوية الّتي تقوم قطرات الماء بعكس أشعّة الشّمس بها وفي حال كنت في طائرة مثلًا فسيظهر قوس قزح لك على شكل دائرةٍ وليس قوسًا.

هل يمكنك إجابة هذا السؤال، كيف يتكون قوس قزح المزدوج؟

[لمعلومات أكثر 1 2]

لماذا يتبخر الماء في درجة الحرارة العادية ؟

هل تركت من قبل كوبًا من الماء ولاحظت بعد فترةٍ أنّه ينقص بالرّغم من عدم استخدامك له؟ نَعلم جميعًا أنّ الماء يبدأ بالتّبخر عند الاقتراب من درجة الغليان وهي 100 درجةٍ مئويّةٍ، إذًا لماذا نقصت كمّيّة الماء في الكوب؟

إذا نظرنا إلى الماء على المستوى الجزيئيّ سنلاحظ أنّ الجزيئات تتصادم مع بعضها البعض وتتزاحم من أجل الحصول على موقعٍ متزّن. إذا كان هناك الكثير من بخار الماء في الهواء فإنّ جزيئات الماء ستتدافع نحو السّطح وتلتصق به، وهذا يفسّر تكثّف الماء حول الزّجاجة الباردة إذا وُضِعت في جوّ رطب. أمّا إذا كان الهواء جافًّا، أي لا يوجد به الكثير من جزيئات الماء فإنّ الجزيئات الموجودة في الكوب ستتدافع نحو الأعلى وتلتصق بجزيئات الماء الموجودة في الهواء، وهذا ما يُعرف باسم ظاهرة التّبخير، وإذا كان الهواء جافًّا جدًّا فإنّ كمّيّة الجزيئات المُتصاعدة إلى الهواء ستكون أكبر بكثيرٍ من تلك الّتي تنزل من الهواء نحو الماء الموجود في الكوب، وعلى هذا المنوال ومع مرور الوقت سيقلّ منسوب الماء في الكوب تدريجيًّا.

القُدرة الّتي تسمح لجزيئات السّوائل بالاندفاع نحو الهواء تُسمّى الضّغط البخاريّ vapor pressure وكلّ سائلٍ لهُ قيمةٌ مختلفةٌ من هذه القدرة. سائل الأسيتون مثلًا أو الكحوليّات بشكلٍ عامٍّ لها قيمةُ ضغطٍ بخاريٍّ كبيرةٌ جدًّا وبالتالي تتبخّر في الهواء بسرعةٍ كبيرةٍ وبسهولة، أمّا سوائلٌ أخرى مثل الزّيوت مثلًا فلها ضغطٌ بخاريٌّ منخفضٌ وبالتّالي من الصّعب أن تتبخّر في درجات الحرارة العاديّة. من الجدير بالملاحظة أنّ درجات الحرارة تقوم برفع قيمة الضّغط البخاريّ وبالتّالي فمعظم السّوائل تتبخّر بسهولةٍ عند رفع درجة حرارتها.

هل يمكنك إجابة هذا السؤال، لماذا تزداد درجة غليان الماء عند إضافة الملح له؟

[لمعلومات أكثر 1 2]

لماذا يتسبب تقطيع البصل في تساقط الدموع ؟

ما لم تكن قد تجنّبت الطّبخ طوال حياتك، فمن المُؤكّد أنّك قمت بتقطيع البصل من قبل وشعرت بحُرقةٍ شديدةٍ في عينيك وجيوبك الأنفيّة وبدأت دموعك في التّساقط. نعلم أن أجسام الكائنات الحيّة تتكوّن من الخلايا، وعندما تقوم بتقطيع البصل فأنت تقوم بتقطيع هذه الخلايا متسبّبًا في تطاير محتوياتها في الهواء مسبّبةً ما يحدث لعينيك وأنفك.

يتكوّن حمض الكبريتيك sulfenic acids بواسطة أكسيد الكبريت sulfoxides وهو أحد المركّبات الّتي ستنبعث وتتفاعل مع الأكسجين في الهواء عند تقطيع البصل بالإضافة للأنزيمات الّتي ستنبعث أيضًا لتختلط بحرّيّةٍ مع الأحماض الكبريتيّة الّتي ذكرناها مُشَكّلةً بذلك حمض الكبريتيك الّذي يتميّز بعدم الاستقرار وسيتحوّل مباشرةً إلى أكسيد البروبانيثيول propanethiol S-oxide  وهو مركّبٌ كبريتيٌّ عضويٌّ عديمُ اللّون شديدُ الرّائحة ومتوسّط السّمّيّة وسيبدأ في التصاعد نحو العينين. يتفاعل هذا المركّب مع الماء الموجود في العينين والجلد مسبّبًا حُرقةً في الجلد الملامس له وإثارةَ العينين بحيث تفرز دموعًا أكثر لإزالة الغاز الّتي تعرّضت له. عند طبخ البصل يتم تعطيل الأنزيمات وبالتالي لا يمكنها أن تسبّب حرقةً أو دموعًا بالرّغم من قوة رائحتها، لأن العامل الذي سيُكِمل التّفاعل غير فعّال.

هل يمكنك أن تذكر عدّة طرقٍ لتقطيع البصل دون أن يتسبّب في تساقط الدّموع أو الشّعور بحرقة؟