التوتر السطحي خاصية تمكن الحشرات من المشي فوق سطح الماء.
الإجابة الصحيحة هي : صواب.
التوتر السطحي: الخاصية التي تمكن الحشرات من المشي فوق سطح الماء
التوتر السطحي هو ظاهرة فيزيائية تحدث في حدود السوائل عندما تتفاعل جزيئاتها مع بعضها البعض ومع الهواء أو سطح آخر. وفي حالة الماء، تمكن هذه الظاهرة الحشرات من المشي فوق سطحه دون الغرق.
كيف تعمل ظاهرة التوتر السطحي؟
تتكون جزيئات الماء من ذرة أكسجين مشحونة سالبة وذرتين من الهيدروجين مشحونتين موجبًا. وتشكل جزيئات الماء روابط هيدروجينية قوية مع بعضها البعض، مما يخلق شبكة جزيئية متماسكة للغاية.
وعلى سطح الماء، تتوجه جزيئات الماء القطبية إلى الأعلى، حيث تنجذب إلى الهواء الأقل كثافة. وفي الوقت نفسه، تتجه ذرات الهيدروجين المشحونة إيجابًا للجزيئات نحو أسفل، مما يخلق طبقة مشحونة إيجابًا على سطح الماء.
قوة التماسك
القوة التي تمسك بجزيئات السائل معًا تُسمى قوة التماسك. في حالة الماء، تكون قوة تماسك الماء عالية جدًا بسبب الروابط الهيدروجينية القوية. وهذا يعني أنه يتطلب الكثير من القوة لفصل جزيئات الماء عن بعضها البعض.
قوة الترابط
القوة التي تمسك بالجزيئات عند حدود سائلين مختلفين أو سائل وصلب تسمى قوة الترابط. في حالة المياه والهواء، تكون قوة الترابط منخفضة نسبيًا. وهذا يعني أنه من السهل نسبيًا فصل جزيئات الماء عن الهواء.
الفرق بين قوى التماسك والترابط
قوة تماسك الماء عالية، في حين أن قوة ترابط الماء مع الهواء منخفضة. وهذا الاختلاف في القوى يولد توترًا سطحيًا على سطح الماء، مما يخلق غشاءً مرنًا يشبه الجلد.
خصائص التوتر السطحي
المرونة: يمكن أن يتمدد ويتقلص غشاء التوتر السطحي استجابةً للقوى الخارجية.
القوة: يمكن لغشاء التوتر السطحي أن يدعم الأجسام ذات الكثافة المنخفضة، مثل الحشرات.
الشد: يمكن لغشاء التوتر السطحي أن ينكمش، مما يؤدي إلى تكوين قطرات الماء.
كيف تساعد ظاهرة التوتر السطحي الحشرات على المشي فوق الماء؟
تتمتع أقدام الحشرات بخصائص خاصة تمكنها من الاستفادة من التوتر السطحي للمياه للسير عليها.
الأقدام الطاردة للماء: تحتوي أقدام الحشرات على طبقة شمعية أو شعيرات طاردة للماء تقلل من تماسها مع الماء.
توزيع الوزن: توزع الحشرات وزنها بالتساوي على أقدامها العديدة، مما يقلل من الضغط الذي تمارسه كل قدم على غشاء التوتر السطحي.
حركة القدم: تحرك الحشرات أقدامها بحركات متدحرجة، مما يساعد على منعها من اختراق غشاء التوتر السطحي.
أمثلة على الحشرات التي تمشي فوق الماء
هناك العديد من أنواع الحشرات التي يمكنها المشي فوق الماء، ومنها:
العناكب المائية: يمكن لعناكب المياه أن تتزلج على سطح الماء بفضل أقدامها الطويلة والرفيعة.
البعوضيات: يمكن يرقات البعوض أن تطفو على سطح الماء وتتحرك بمساعدة أنابيب التنفس الطويلة.
حشرات المشي على الماء: تتميز حشرات المشي على الماء بأقدامها المتخصصة التي تمكنها من الجري فوق الماء بسرعات عالية.
التوتر السطحي هو ظاهرة فيزيائية تمكن الحشرات من المشي فوق سطح الماء دون الغرق. من خلال الاستفادة من خصائص التوتر السطحي، مثل المرونة والقوة والشد، يمكن للحشرات توزيع وزنها بالتساوي على أقدامها الطاردة للماء والتحرك فوق الماء بأمان.