Maqaal ku saabsan aragtida Atomiga iyo aragtida kinetic-ga
Aragtida Atomka
Kumanaan sano, Giriiggii hore waxay aaminsanaayeen in walax kasta oo saafi ah (sida dahabka, birta, iwm.) ay ka kooban yihiin atom. Sida ay qabaan, haddii walax saafi ah loo jaro qaybo yaryar, markaas qaybaha yaryar ayaa mar kale la jaro, ka dibna dib loo jaro... iwm, markaas waxaa jiri doona qaybaha ugu yar ee aan mar kale la jari karin. Qaybaha ugu yar ee aan mar kale la jari karin waxaa loo yaqaan atom. Atom macnaheedu waa "lama qaybin karo" (luqadda Giriigga)
Waqtigaas, atamka waxaa loo arkaa in uusan mar dambe kala qaybsanayn. Laakiin markii dambe saynisyahano qaar ayaa ogaaday elektaroono iyo nukliyeer atomi ah (protons iyo neutrons) si ay u noqoto qalad in atamka aan la kala qaybin karin. Markaa, atamadu waxay ka kooban yihiin elektaroono (oo si taban loo dallacay) iyo nukliyeer atomi ah. Elektaroono waxay ku wareegaan xudunta. Gudaha xudunta, waxaa ku jira protons (oo si togan loo dallacay) iyo neutrons (oo dhexdhexaad ah ama aan la dallacayn).
Aragti kale ayaa jirta; magacu waa aragtida joogtada ah. Aragtidani waxay sheegaysaa in walxaha saafiga ah loo qaybin karo xad la'aan. Sida laga soo xigtay aragtidan, ma jiro wax la yiraahdo qaybta ugu yar. Qaybaha ugu yar wali waxaa loo jari karaa qaybo yaryar. Markaa, waxay noqotaa mid aan dhammaad lahayn. Midkee ka mid ah labada aragtiyood ayaa sax ah? Aragtida atomiga saxda ah mise aragtida joogtada ah?
Fiisigiska, aragti kasta si cilmiyeysan ayaa loo aqoonsan doonaa haddii aragtida lagu caddeeyo tijaabooyinka. Qarniyadii 18aad, 19aad iyo 20aad, iyada oo loo marayo tijaabooyin ay sameeyeen saynisyahannadu, aragtida atomiga waxay ahayd mid run ah.
Marka hore, faham dib u eegista soo socota. Curiyeyaashu waa walxo saafi ah oo aan loo qaybin karin walxo kale oo kiimiko ahaan, tusaale ahaan dahabka (Au), birta (Fe), naxaasta (Cu), zinc (Zn), Sodium (Na), Kaalshiyam (Ca), koloriin (Cl), Nitrogen (N), ogsijiin (O), haydarojiin (H) iwm. Marka laga reebo curiyayaasha, waxaa sidoo kale jira iskudhisyo. Iskudhisyo waxay ka kooban yihiin curiyeyaal. Maadaama ay ka kooban tahay curiyeyaal, iskudhisyo wali waxaa loo qaybin karaa curiyeyaal. Tusaalooyinka iskudhisyo waa biyo.
Qaybta ugu yar ee curiye waa atom, halka qaybta ugu yar ee isku-dhafka ah ay tahay molecule. Molecules-ku waxay ka kooban yihiin atamo isku dheggan. Dahab saafi ah waa tusaale curiye. Dahab saafi ah wuxuu ka kooban yahay atamo dahab ah (Au). Qaybaha birta ah sidoo kale waa tusaale curiye. Birtu waxay ka kooban tahay atamo bir ah (Fe). Markaa, curiyeku waa walax saafi ah oo ka kooban atamo isku mid ah.
Biyaha aad inta badan aragto, qabato oo aad cabto waxay ka kooban yihiin molecules biyo ah (qaacidada kiimikada waa H 2 O). Molecules-ka biyuhu waxay ka kooban yihiin laba atam oo haydarojiin ah (H) iyo hal atam oo oksijiin ah (O).
Waa kuwan qaar ka mid ah caddaynta aragtida atomiga:
Marka hore, sharciga isbarbardhigga joogtada ah.
Sharciga isbarbardhigga wuxuu dhigayaa in haddii walxaha ay isku daraan si ay u noqdaan iskudhisyo, iskudhisyada la sameeyay waxay leeyihiin iskudhis cuf ah. Tusaale ahaan, milix. Cusbada aan aragno waa iskudhis ka kooban molecules milix ah (NaCl). Dabcan, molecules milixdu had iyo jeer waxay ka samaysan yihiin 23 qaybood oo sodium ah (Na) iyo 35 qaybood oo koloriin ah (Cl).
Aragtida joogtada ah ma sharxi karto, laakiin aragtida atamka ayaa sharxi karta. Sida laga soo xigtay aragtida atamka, atamadu waa qaybaha ugu yar ee curiyaha si atamadu u yeeshaan cuf. Saamiga cufka ee walxaha isku-dhafan waa inuu la xiriiraa cufka qaraabada ah ee atamka abuuraya curiyaha. Iyada oo lagu saleynayo tirada curiye kasta oo abuura isku-dhafan, saynisyahannadu waxay go'aamiyaan cufka qaraabada ah ee atamka. Waxaa la sheegay inay tahay qaraabo sababtoo ah cufka qaraabada ah ee curiyaha waxaa la barbar dhigaa cufka qaraabada ah ee atamka kale ee curiyaha ah.
Haydarojiinku waa atamka ugu fudud, sidaa darteed waxaa loo isticmaalaa halbeeg ahaan. Cufnaanta qaraabada ah ee atamka haydarojiin (H) waxaa la siiyaa qiime ah 1. Iyadoo loo adeegsanayo cufnaanta qaraabada ah ee atamka haydarojiin ahaan halbeeg ahaan, cufnaanta qaraabada ah ee atamka kaarboon (C) waxaa la siiyaa qiime ah 12,
Cufnaanta qaraabada ah ee atamka oksijiinta (O) waxaa loo qoondeeyay qiime ah 16 iyo wixii la mid ah (fiiri jadwalka xilliyeed ee curiyayaasha). Cufnaanta qaraabada ah ee atamka kaarboon = 12 macnaheedu waa in cufnaanta hal atamka kaarboon ay 12 jeer ka weyn tahay cufnaanta hal atamka haydarojiin (H). Cufnaanta qaraabada ah ee atamka oksijiinta = 16 macnaheedu waa in cufnaanta atamka oksijiinta ay 16 jeer ka badan tahay cufnaanta hal atamka haydarojiin (H).
Nidaamka Caalamiga ah (SI) waxaan ku leenahay halbeeg cufnaan, kaas oo ah iridium platinum, kaas oo lagu kaydiyo hay'adaha miisaanka iyo cabbirka caalamiga ah ee Faransiiska. Heshiiska caalamiga ah, cufnaanta iridium platinum waa 1 kg, kani waa kiilogaraam caadi ah. Miisaanka atomiga, waxaan sidoo kale haysannaa halbeeg cufnaan labaad, kaas oo ah 12 atom oo kaarboon ah. Iyada oo ku saleysan heshiisyada caalamiga ah, cufnaanta 1 atamka kaarboon 12 C waa 12,0000 oo unug oo cufnaan atomi ah oo midaysan (oo loo soo gaabiyo u).
1 u = 1.66 x 10 -27 kg.
Cufnaanta 1 atamka kaarboon (C) = 12,0000 u, cufka 1 atamka haydarojiin (H) = 1,0078 u, cufka 1 atamka oksijiin (O) = 15.9994 u, cufka 1 atamka soodiyam = 22.9897 u iwm. Marka laga hadlayo cufka atomka, waxaa si buuxda looga arki karaa jadwalka xilliyeed ee curiyayaasha.
Marka laga soo tago cufka atomiga, waxaa sidoo kale jira cufka molecular. Cufka molecular waa cufka guud ee atamka molecule. Tusaale ahaan, cufka molecule-ka milixda (NaCl) = cufka hal atamka sodium (Na) + cufka hal atamka chlorine (Cl). Cufka molecules-ka biyaha (H2O ) = cufka 2 atamka hydrogen (H) + cufka hal atamka oksijiinta (O).
Marka labaad, dhaqdhaqaaqa buniga ah
Waagii hore, waxaa jiray bayoolajiye Ingiriis ah oo lagu magacaabo Robert Brown. Wuxuu baarayay manka biyaha lagu shubay (1827). Biyaha iyo manka waxaa lagu arki karaa mikroskoob. Robert Brown wuxuu la yaabay ka dib markii uu arkay manka oo keligiis dhaqaaqaya. Waa wax lala yaabo sababtoo ah manka ayaa dhaqaaqaya. Jihada dhaqdhaqaaqa manka waa mid aan kala sooc lahayn, laakiin joogto ah. Wuxuu tuhunsan yahay in dhaqdhaqaaqu yahay nolol, halkaas oo manka uu ku nool yahay si uu u dhaqaaqo. Laakiin mala-awaalkiisu waa khaldan yahay sababtoo ah walxo yaryar oo dabiici ah sida manka ayaa sidoo kale dhaqaaqa marka biyaha la geliyo. Dhaqdhaqaaqan waxaa loo yaqaan dhaqdhaqaaqa Brownian.
Daahfurkan lama sharxi karo ilaa laga gaaro horumarinta aragtida dhaqdhaqaaqa.
Aragtida Kinetic-ga
Micnaha dhaqdhaqaaqa (Giriig). Aragtida dhaqdhaqaaqa waxay sheegaysaa in walax kastaa ay ka kooban tahay atom ama molecules iyo in atom ama molecules ay si joogto ah u socdaan si aan kala sooc lahayn.
Marka la dhaqaaqayo, atamka ama molecules-ku waa inay xawaareeyaan. Atamyada ama molecules-ku sidoo kale waxay leeyihiin cuf. Maadaama ay leedahay cuf (m) iyo xawaare (v), markaa atamka ama molecule-ku wuxuu leeyahay tamar kinetic (EK) iyo mowjad (p). Tamarta kinetic-ga: EK = 1/2 mv 2. Halka mowjad: p = m v. Marka lagu daro mowjad, waxaa jira xoog. Marka la dhaqaaqayo, waxaa jira suurtogalnimo isku dhac. Markaa, xooggu wuxuu ka dhashaa isbeddellada mowjad marka isku dhac dhaco.
Waxaan dhihi karnaa in aragtida kinetic-gu ay ku salaysan tahay tamarta kinetic-ga, dhaqdhaqaaqa, iyo xoogga. Saddexdan shay waxaa lagu bartaa mawduuca dhaqdhaqaaqa dhaqdhaqaaqa (sharciyada Newton, kicinta, iyo dhaqdhaqaaqa). Farqiga ayaa ah in aragtida kinetic-ga, aan ku dabaqno dhaqdhaqaaqa heerka atamka ama molecules-ka. Aragtida kinetic-ga waxaa sameeyay Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolph Clausius (1822-1888) iyo Clerk Maxwell (1831-1879).
Jiritaanka aragtidan kinetic-ga ayaa sharxi karta daahfurka Brown. Sida laga soo xigtay aragtida kinetic-ga, manka ayaa dhaqaaqa sababtoo ah molecules-ka biyaha ee si xawli ah u socda ayaa kaxeeya. Tirada molecules-ka biyuhu waa mid aad u badan, sidaas darteed manka waxaa laga riixaa jihooyin kala duwan.
Iyada oo lagu saleynayo sharciga isbarbardhigga joogtada ah iyo helitaanka dhaqdhaqaaqa buniga ah, aragtida atomiga waxaa si isa soo taraysa u aaminsan saynisyahannada. Atamyadu waa qaybaha ugu yar ee walax kasta. Sidaas darteed, atamku wuxuu leeyahay cabbir. Waa maxay cabbirka atamku?
Sannadkii 1905, Einstein wuxuu aragti ahaan baaray cabbirka atamka. Isagoo ku saleynaya aragtida atamka, aragtida kinetic-ga iyo xogta laga helay tijaabooyinka, wuxuu ogaaday in dhexroorka atamka uu ahaa qiyaastii 10 -10 m. Markaa, dhexroorka atamka waxaa lagu helaa xisaabinta. Cabbirka atamka ayaa la helay, sidaas darteed aragtida atamka waa la aqoonsaday, iyo sidoo kale aragtida kinetic-ga.
