الضغط في السوائل والغازات — مبدأ باسكال وضغط الهواء — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

الضغط في السوائل والغازات (مبدأ باسكال وضغط الهواء)

الأهداف التعليمية:

• أن يتعرف التلميذ على مفهوم الضغط في السوائل والغازات.
• أن يشرح مبدأ باسكال وتطبيقاته.
• أن يميز بين الضغط الجوي وضغط السوائل.

I. مفهوم الضغط:

الضغط هو مقدار القوة المؤثرة عمودياً على وحدة المساحات. ويمكن حسابه بالعلاقة:

الضغط = القوة ÷ المساحة

ويُقاس الضغط بوحدة الباسكال (Pa) أو وحدة البار (bar) أو وحدة الضغط الجوي (atm).

II. ضغط السوائل:

تتميز السوائل بأنها تنقل الضغط في جميع الاتجاهات بالتساوي. وهذا ما يعرف بـ مبدأ باسكال.

مبدأ باسكال:

“عند تطبيق ضغط على سائل محصور، فإن هذا الضغط ينتقل إلى جميع أجزاء السائل وجدران الوعاء بالتساوي وفي جميع الاتجاهات.”

تطبيقات مبدأ باسكال:

• المكبس الهيدروليكي: يستخدم لرفع الأحمال الثقيلة بقوة صغيرة. يعتمد على أن ضغط السائل متساوٍ في كلا المكبسين، فإذا كان المكبس الثاني أكبر مساحة حصلنا على قوة أكبر.
• المكابح الهيدروليكية في السيارات: عند الضغط على دواسة الفرامل، ينتقل الضغط عبر سائل الفرامل إلى جميع العجلات.
• الرافعة الهيدروليكية: تستخدم لرفع السيارات في محطات الخدمة.

III. الضغط الجوي:

الضغط الجوي هو ضغط الهواء على سطح الأرض. يحيط بنا الهواء ونحن نعيش في قاع “بحر” من الهواء، وهذا الهواء له وزن ويضغط على كل شيء.

قيمة الضغط الجوي العادي عند سطح البحر: 1013.25 مليبار = 1 ضغط جوي (atm).

العوامل المؤثرة على الضغط الجوي:

• الارتفاع عن سطح البحر: كلما ارتفعنا عن سطح البحر، قل الضغط الجوي. لذلك يشعر متسلقو الجبال بصعوبة في التنفس على القمم العالية.
• درجة الحرارة: الهواء البارد أثقل من الهواء الدافئ، فالمناطق الباردة يكون ضغطها الجوي أعلى.

قياس الضغط الجوي:

يقاس الضغط الجوي باستخدام جهاز يسمى البارومتر (مقياس الضغط الجوي).

IV. تطبيقات على الضغط الجوي:

• الماصة (الشفاطة): عند مص الهواء من الماصة، ينخفض الضغط داخلها فيدفع الضغط الجوي السائل إلى الأعلى.
• المحاقن الطبية: سحب الدواء إلى المحقنة يتم بفعل الضغط الجوي.
• المنازل المفرغة من الهواء: تستخدم في التعبئة والتغليف لحفظ الأطعمة.

V. تمارين تطبيقية:

التمرين 1: اشرح كيف يعمل المكبس الهيدروليكي باستخدام مبدأ باسكال.

الجواب: عند تطبيق قوة صغيرة على المكبس الأول (صغير المساحة)، ينتج ضغط في السائل ينتقل بالتساوي إلى المكبس الثاني (كبير المساحة). وبما أن الضغط متساوٍ، فإن القوة الناتجة على المكبس الثاني تكون أكبر، مما يسمح برفع أحمال ثقيلة.

التمرين 2: لماذا يشعر متسلقو الجبال بضيق في التنفس على القمم العالية؟

الجواب: لأن الضغط الجوي يقل كلما ارتفعنا عن سطح البحر، وبالتالي يقل تركيز الأكسجين في الهواء، مما يصعب عملية التنفس.

التمرين 3: ضع علامة (✓) أو (✗):

• أ. الضغط الجوي يزداد كلما ارتفعنا عن سطح البحر. (✗)
• ب. مبدأ باسكال ينطبق على السوائل فقط. (✓)
• ج. المكبس الهيدروليكي تطبيق لمبدأ باسكال. (✓)
• د. يقاس الضغط الجوي بالبارومتر. (✓)

📍 نشاط منزلي:

1. خذ كأساً مملوءاً بالماء حتى حافته. ضع قطعة من الورق المقوى على فوهته واقلبه رأساً على عقب. ماذا تلاحظ؟ لماذا؟
2. لاحظ كيف تعمل الماصة (الشفاطة) عند شرب العصير واربط ذلك بالضغط الجوي.

الخلاصة:

السوائل تنقل الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات (مبدأ باسكال). والضغط الجوي هو ضغط الهواء علينا، ويتناقص بالارتفاع عن سطح البحر. لكثير من التطبيقات اليومية مبدأ فيزيائي بسيط يمكن فهمه بسهولة.

📍 دروس مشابهة:
الظواهر الكهربائية — الجهد والتيار — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط
الطاقة الكهربائية — حساب الطاقة المستهلكة — العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة متوسط