فعالیت ۲-۴ فیزیک دهم
یک طرف یک تکه شیشهی کوچک (با ابعادی حدود $$\text{10 cm} \times 10 \text{ cm}$$) را کمی بالاتر از شعلهی یک شمع بگیرید تا سطح شیشه به طور کامل **دوداندود** شود. شیشه را از طرف تمیز آن روی سطح افقی قرار دهید و سپس روی سطح دوداندود شده آن چند قطره آب بریزید. آنچه را مشاهده میکنید در گروه خود به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه دهید.
بار دیگر سطح شیشه را به جای دوداندود کردن، با **روغن چرب** کنید و آزمایش را تکرار کنید. مشاهدهی خود را توضیح دهید و نتیجه را به کلاس گزارش دهید. (پس از بحث کافی در خصوص این فعالیت، دوباره به تصویر و پرسش شروع فصل بازگردید و پاسخی قانع کننده ارائه دهید.)
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت ۲-۴ صفحه ۲۷ فیزیک دهم
سلام! این فعالیت در مورد **ترشوندگی (Wettability)** است و نشان میدهد که نیروهای **دگرچسبی (نیروی چسبندگی بین مولکولهای مختلف)** چگونه بر رفتار مایعات روی سطوح اثر میگذارند. 😊
### ۱. آزمایش با شیشهی دوداندود شده (سطح آبگریز)
1. **مشاهده:** وقتی آب روی سطح دوداندود شده (کربن) ریخته میشود، آب به شکل **کُرههای کوچک** و تقریباً کاملاً گرد در میآید و سطح را **تَر نمیکند**.
2. **توضیح فیزیکی (دگرچسبی و همچسبی):** دود (دوده کربنی) به شدت **آبگریز (Hydrophobic)** است. این یعنی:
* **نیروهای همچسبی آب ($$F_{\text{آب-آب}}$$)** $$\mathbf{>}$$ **نیروهای دگرچسبی آب-دود ($$F_{\text{آب-دود}}$$)$$
* چون نیروهای بین مولکولهای آب قویتر از نیروهای بین آب و سطح دود است، آب ترجیح میدهد به خودش بچسبد و برای به حداقل رساندن سطح تماس با دود، به شکل قطرههای کروی در میآید.
### ۲. آزمایش با شیشهی چرب شده با روغن (سطح آبگریز)
1. **مشاهده:** وقتی آب روی سطح چرب شده با روغن ریخته میشود، آب دوباره به شکل **قطرات کم و بیش کروی** در میآید و سطح را **تَر نمیکند**.
2. **توضیح فیزیکی:** روغن و سایر مواد چرب نیز **آبگریز** هستند. روغن روی شیشه یک لایهی نازک آبگریز ایجاد میکند.
* دوباره **نیروهای همچسبی آب ($$F_{\text{آب-آب}}$$)** $$\mathbf{>}$$ **نیروهای دگرچسبی آب-روغن ($$F_{\text{آب-روغن}}$$)$$
* آب تمایل دارد شکل کروی خود را حفظ کند و از تماس با روغن خودداری میکند. (به همین دلیل است که لکههای چربی روی لباس را نمیتوان فقط با آب شست.)
---
### نتیجهگیری کلی (ترشوندگی)
* **ترشوندگی** یا **تر نشدن** یک سطح توسط مایع، کاملاً به مقایسهی قدرت **نیروهای همچسبی مایع** (نیروهای داخلی مایع) و **نیروهای دگرچسبی مایع و سطح** بستگی دارد.
* اگر **دگرچسبی > همچسبی** باشد، مایع پخش شده و سطح را **تَر** میکند (مثلاً آب روی شیشهی تمیز).
* اگر **همچسبی > دگرچسبی** باشد، مایع جمع شده و سطح را **تَر نمیکند** (مثلاً آب روی برگ لوتوس، سطح چرب یا دوداندود).
این پدیده، اصل کارکرد لباسها یا سطوح ضدآب است.