لماذا تتمدد بعض السوائل على سطح صلب مثل السطح العلوي الزجاجي للطاولة، بينما تكون سوائل أخرى حبيبات؟ لماذا تستطيع بعض القطرات التعلق بالسطح ولو كان مائلا أو كانت القطرة تتدلى منه؟

عند تسرب طبقة من أحد السوائل على سطح ذي انحدار معتدل، لماذا عادةً تصبح الحافة السفلية منحنية أو تتقدم في صورة تدفقات وبقع؟ يمكنك عادةً ملاحظة هذا الأثر عند استخدام مساحة من المطاط لإزالة الماء والصابون أو سائل تنظيف الزجاج من زجاج السيارة الأمامي المائل. ادفع لأسفل ثم توقف قبل الوصول للنهاية. لماذا يتفرق السائل على هيئة أصابع تندفع لأسفل الزجاج الأمامي؟ عندما ينساب ماء المطر لأسفل حائط خرساني رأسي كما هي الحال في المباني العامة، لماذا يكون تقدم الماء غير مُتساو عادةً؟ وعندما يتسرب الماء تدريجيا إلى الكهف لماذا يميل عادةً إلى تكوين نوازل كهوف مخروطية الشكل ؟

الجواب: يعتمد مدى انتشار السائل على سطح صلب أفقي على التجاذب بين الجزيئات في السائل والجزيئات في السطح الصلب. إذا كان التجاذب قويا فإن السائل ينتشر ويُقال إنه «يُبلل» السطح، وفي حالة وجود تجاذب قليل فإن السائل يميل إلى تكوين الحبيبات وغالبًا ما يُوصَف مدى البلل (أو) التحبُّب من حيث الزاوية التي يكونها السائل مع السطح الصُّلب (أي زاوية التماس)؛ بحيث تدلُّ الزاوية الصغيرة على البلل وتدلُّ الزاوية الكبيرة على التحبُّب رغم ذلك، فإن زاوية التَّماس غامضة؛ لأنه في الموقف الواقعي (عند وجود سائل حقيقي على سطح حقيقي معقد مجهريا) من الممكن أن تكون في نطاق قيم كبير نسبيًّا.

وما زالت تفاصيل كيفية انتشار السائل على السطح الصلب غير مفهومة بالكامل؛ لأنها تتضمن تفاعلات ذريَّة على حافة السائل. وفي كثير من الحالات تتحرك الحافة فقط بسبب انتشار «غشاء سابق» شديد الرقّة أمام الحافة على نحو طفيف، ثم تجذب الجزيئات في الغشاء السائل الجزيئات الموجودة في الحافة دافعة الحافة للأمام. وفي بعض الأحيان تصبح الحافة ثابتة (عالقة) بسبب تشوه في السطح أو نقطة تجاذب قوي. وإذا بدأت القطرة في التبخر فإن الحافة الأمامية تميل إلى التقلص، لكن يمكن أن تُصبح ثابتة مرة أخرى عند نقاط معينة، مما يجعل التقلص (يُطلق عليه إزالة التبلل) غير متساو.

وتتَّسم بعض السوائل اللزجة مثل الزيوت والجليسرين بطريقة انتشار غريبة على السطح المائل لأسفل؛ حيث سرعان ما ينقسم خط التقدم إلى أصابع بينها مسافات متساوية، ثم تنسال الأصابع لأسفل السطح على نحو أسرع من بقية المناطق الفاصلة بينها. وتتكون الأصابع لعدم ثبات خط التقدم ولأن الاضطرابات العرضية تُشكل موجات على امتدادها تسيطر إحدى هذه الموجات على خطّ التقدم، فتخلق تدفقات قوية لأسفل ذات فواصل منتظمة المسافات على طول الخط. إذا سال غشاء سائل على منحدر فإن نقطة الثبات تُعيق تقدم الغشاء الموحد تاركةً منطقة جافة أسفل تلك النقطة. يمكن أن ترى نتائج الثبات وعدم الاستقرار عند استخدام مساحة مطاطية لإزالة الماء والصابون من على زجاج السيارة الأمامي. عندما ينزل المطر على جدار خرساني رأسي فإن الحافة الأمامية لا تتقدم عادة على نحو موحد الأرض؛ فبعض المناطق تسمح للماء بالنزول على نحو أسرع من المناطق الأخرى، وزيادة التسرب تلك في منطقة واحدة يمكن أن يرسل إصبعًا» عريضة من الماء لأسفل الحائط وإلى أحد الجانبين.

 تتكون هوابط الكهوف من كربونات الكالسيوم الذي يترسب من الماء المتسرب إلى الكهف. إذا بدأ الترسيب في نقطة في سقف الكهف، فإن الماء يميل إلى التسرب إلى قاع النتوء المتكوّن. ونظرًا لأن طبقة الماء تكون أكثر سمكا عند النقطة السفلي، فإن الترسيب يكون في أعلى مستوياته هناك، مما يجعل طول النتوء يزداد على نحو أسرع من العرض، ومن ثم ينتج الشكل العام المرتبط لدينا بهابط الكهف المثالي. أما إذا كان مُعدَّل تسرب الماء بطيئًا نسبيًّا مقارنةً بمعدل الترسيب، فمن الممكن أن تتكوّن أشكال أخرى مثل القضبان والتراكيب الملتوية الجميلة التي يُطلق عليها «هلكتيت» وتعني الهوابط غير المنتظمة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

ضمن مجموعة مواكب أم البنين (عليها السلام) العتبة العباسية المقدسة تنهي استعداداتها لافتتاح الموكب الثقافي العام في طريق الزائرين

شعبة التوجيه الديني النسوي تُكمل استعداداتها لاستقبال زائرات الأربعين

المجمع العلمي يفتتح موكب أمير القرّاء في طريق زائري الأربعين للعام الثالث على التوالي

قسم الشؤون الفكرية يعقد اجتماعه الفصلي الثاني لعام 2025م

المزيد

الآخبار الصحية

العلاقة بين الجهاز الهضمي والمزاج

7 علامات على القدمين.. مؤشر لمشاكل صحية خطيرة

9 عادات يومية بسيطة تجعلك أكثر ذكاء وإبداعا

هل يجب تناول مكملات "فيتامين الشمس" في فصل الصيف؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أسرع الطرق لتبريد سيارتك بعد الوقوف تحت أشعة الشمس الحارقة

مشاكل ناقل الحركة CVT وأسباب عدم رضا السائقين عنه ؟

دراسة تكشف تأثيرا خطيرا لـ"تشات جي بي تي" على سلوك المراهقين ؟

أول مفاعل نووي على سطح القمر.. سباق محفوف بالمخاطر بين 3 دول

المزيد

مواضيع ذات صلة

القطرات الطافية

الزيت والأمواج

الفقاعات المنفجرة

نتوءات الشواطئ

أمواج الحافة

تكون حبيبات على القضبان وخيوط اللُّعاب

حركة خنازير البحر والدلافين (كيف تستخدم فيزياء الموجة للحركة دون سباحة)

ركوب الأمواج

التذبذب والرَّجْرَجة

آثار البط وحاملات الطائرات

مرور الأمواج عبر فتحة ضيقة

التفاف الأمواج للاقتراب من الشاطئ