تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
أشكال بُقع القهوة (آلية ترسيب المواد المذابة أثناء تبخر السوائل
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص352
2025-08-09
33
عندما تنسكب القهوة على سطح أفقي وتُترك لتتبخّر لماذا يتميز مكان البقعة الأصلية بوجود حلقة بنية مميزة؟ عندما تُترك برك الماء المالح لتتبخّر على رصيف على سبيل المثال، لماذا تميز حافة البركة بحلقة بيضاء؟
القهوة الشرق أوسطية مزيج قوي من الماء والسكر وحبوب البن المطحونة طحنا ناعمًا، وهو يُغلى في «إبريق» ثم يُصَبُّ في فنجان صغير مع رواسب البن. عندما تبرد القهوة وتصل لدرجة حرارة مناسبة لاحتسائها، تغوص الرواسب تدريجيا في قاع الفنجان. يرشف الشارب القهوة حتى الطبقة السفلى ثم يضع الفنجان جانبًا. وإذا تُرك المزيج المتبقي المكون من السائل والرواسب ليتبخر لعدة ساعات، فستكون الرواسب نسَقًا مدهشا من الخطوط الداكنة والفاتحة الرفيعة حول حافة السائل. وهذه الخطوط التي يبلغ طول كلُّ منها عدة مليمترات والعمودية على الحافة، يفصل بينها مسافات موحدة كما لو كانت قد رُسمت على يد رسام. فما الذي يُسبب هذا النسق؟
الجواب: إذا تركت بقعة قهوة لتتبخر على سطح صلب، فإن البقع تتقلص مع فقدانها للماء، إلا أن مُحيط البقعة (يُعتبر «خط التَّماس» لأنه يمثل الاحتكاك بين الهواء والسائل والصلب) يُمكن أن يعلق بما يُلطِّخ السطح الصلب من بقع جافة أو مختلفة كيميائيا؛ أي إن خط التَّماس يُصبح «ثابتًا» وغير قادر على التراجع بعيدًا عن البقعة. ويترك التبخر، الذي يُمكن أن يكون سريعًا جدًّا في الطبقة الرفيعة عند حافة البقعة، راسبًا للمادة المحلولة في الماء التي يُطلق عليها «المذاب». ونظرًا لثبات خط التماس، فإنَّ القهوة تتدفق نحو الحافة من منتصف البقعة لتحلَّ محلَّ الماء المفقود في التبخر. ومِن ثُمَّ يترسب المزيد والمزيد من المادة المذابة عند الحافة، فتتراكم حلقة بنية تصبح مرئية في النهاية. وبمجرد تكون الحلقة يُصبح خط التماس أكثر ثباتًا. رغم ذلك، عندما يقلُّ السائل في البقعة يمكن أن يتغلب خط التماس على الثبات ويتراجع للداخل فجأة. وعندها يثبت مرة أخرى وتتكون حلقة جديدة أصغر. ويمكن لتدفقات مشابهة أن تترك حلقة بيضاء حول بقعة من الماء المالح آخِذة في التبخر. يمكن أيضًا أن تحدث تدفقات مشابهة عند حافة القهوة المعدة على الطريقة الشرق أوسطية مُعرَّضة للتبخّر إذا كان آخر السائل موجودًا في فنجان ذي جدار مائل بحيث تكون حافة السائل ضحلة. بالإضافة إلى ذلك، يتحوّل التدفق إلى سلسلة خلايا منتظمة تدفع راسب البن الداكن المطحون طحنا ناعمًا خارجًا إلى الحافة وترجع السائل من الحافة. التدفق إلى الخارج يُرسب البن المذاب عند الحافة، والتدفق الداخلي يكسح أي مادة مذابة. والنتيجة هي نسق مُنتظم من الخطوط القصيرة تتناوب ما بين الداكن والفاتح حول جدار الفنجان ولو قُلبت القهوة لفترة وجيزة، فإن الخلايا سرعان ما ستعود في التكون من جديد. وإذا أُزيل السكر من المحلول المغلي فلن تتكون الخلايا. والتفسير البسيط لذلك يتمثل في أنه عندما يتبخّر الماء من الحافة الضحلة يتدفّق السائل البديل نحو الحافة ساحبًا معه جزءًا من الراسب للخارج على جدار الفنجان ويكون هذا الراسب أحد الخطوط الداكنة في النسق الذي يتراكم. وبمجرد أن يصل السائل البديل إلى الحافة ويبدأ في التبخُر يُصبح أكثر تركيزا ومِن ثَمَّ أكثر كثافة، ولذلك يبدأ في الغوص فينزلق بعيدًا عن الحافة على طول جدار الفنجان المقوس. وهذا التدفق للداخل يسحب الراسب بعيدا عن الحافة، فيخلي سطحًا ضيقًا ويكون سطحًا من الخطوط الفاتحة في هذا النسق. ولا يحدث توزيع الراسب بهذه الطريقة إلا إذا كان جدار الفنجان معتدل الانحدار. فلا الجدار الرأسي الذي لا تُوجد به أي حواف ضحلة ولا الجدار شبه الأفقي الذي تُوجد به حافة ضحلة (عريضة) سوف يوزّع الراسب بهذه الطريقة.
الاكثر قراءة في الميكانيك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
