مقالات عامة لماذا لا يظهر وزن الهواء على الميزان ؟
هل سألت نفسك يوما لماذا لا يظهر وزن الهواء على الميزان مع انه يغمرنا وحولنا في كل مكان فمثلا إذا وضعت قارورة كبيرة فارغة وبطبيعة الحال هي ممتلئة بالهواء على الميزان فان قراءته ستعطي وزنها أو بالأحرى كتلتها ولا يظهر وزن الهواء بداخلها مع يقيننا بوجوده فلماذا يحدث ذلك؟
الإجابة ببساطة بسبب قوة الطفو التي تتعرض لها القارورة وما بداخلها فحسب قاعدة ارخميدس فان الجسم المغمور في مائع (سائل أو غاز أو ما بينهما) يفقد من وزنه بقدر وزن الحجم المزاح أي بقدر وزن حجمه إذا كان مغمورا كليا كما في المثال فالقارورة مغمورة بالهواء الخارجي المحيط المتساوي بالكثافة مع الهواء بداخلها وبالتالي فان محصلة قوته على الميزان هي لا شيء أو صفر وقد يحتج البعض بمثال مشابه بأننا لو وضعنا كرة منفوخة جيدا على الميزان لحصلنا على وزن اكبر لها فيما لو كانت بنفس حجمها ولكنها غير منفوخة بشدة إذن فالفرق في الوزن هو للهواء داخل الكرة وهذا صحيح تماما ولا يناقض المثال السابق بل يعززه فهذه الزيادة في الوزن ناتجة عن كون كثافة الهواء المضغوط داخل الكرة المنفوخة جيدا اكبر من كثافة الهواء الخارجي وهو بذلك أصبح وسطا مختلفا أثقل من الهواء في الخارج ولا يفقد كل وزنه بسبب قوة الطفو بل جزأ منها مما يؤدي لظهور الفرق الزائد في قراءة الميزان. إذن فكلما كبر حجم الجسم على الميزان قلت الدقة في وزنه الحقيقي فعلى سبيل المثال فان قطعة من الحديد تزن 20 كيلوغرام هي في الواقع اقل وزنا بقليل من قطعة من الخشب بنفس الوزن كما يظهر الميزان لان قوة الطفو على قطعة الخشب اكبر بسبب أن حجمها اكبر ولمعرفة وزن الجسم الدقيق عليك معرفة حجمه وضربه بكثافة الهواء وإضافة الناتج لقراءة الميزان.
ولتلمس بنفسك تأثير وضخامة قوة الطفو في وسط آخر عالي الكثافة مقارنة بالهواء وهو الماء الذي تعادل كثافته حوالي 800 مرة كثافة الهواء وبالتالي يرتفع تأثير قوة الطفو فيه بنفس النسبة قم بالتجربة التالية:
امسك بدلو بلاستيكي خفيف وكبير الحجم وحاول أن تدفعه للأسفل داخل الماء وتغمره حتى حافته العليا دون أن تسمح للماء بالتسرب داخله ستجد انك بحاجة لبذل قوة تعادل القوة اللازمة لحمله وهو مليء بالماء مع فارق بسيط وهو وزن الدلو الفارغ.
قوة الطفو هذه هي التي تبقي السفن العملاقة وحاملات الطائرات التي تزن مئات الألوف من الأطنان عائمة على سطح الماء في البحار والمحيطات ولكنها لا تسمح بذلك لإبرة صغيرة.
الزئبق هو ذلك المعدن الذي يشبه الرصاص في لونه ولكنه لامع كالفضة ولعل
أهم ما يميز الزئبق عن باقي المعادن هو تواجده بحالته السائلة عند درجة حرارة الغرفة إضافة إلى كثافته الهائلة والتي تقارب ضعف كثافة الحديد وهو بذلك أثقل سائل معروف وللمقارنة مع الماء على سبيل المثال تصور انك أفرغت جالون من ماء الشرب والبالغ وزنه اقل من 4 كغم وملأته بالزئبق فانك ستفاجأ بأنك غير قادر على حمله بيدك لان وزنه أصبح 51 كغم تقريبا , وحالاته الفيزيائية الثلاث الغازية والسائلة والصلبة متقاربة أكثر من أي معدن آخر مما يجعل منه حالة فريدة فيما بينها في هذا الجانب , وفيما لا تؤثر المعادن بعضها بالآخر عند تلامسها إلا أن الزئبق يتفاعل مع المعادن كالذهب والألمنيوم مشكلا معها سبائك تسمى بالمملغمات الزئبقية باستثناء الحديد ولذلك تستخدم عادة أواني مصنوعة من الحديد أو الزجاج لنقله وحفظه في المختبرات.
الزئبق مادة متفلته يصعب الإمساك بها فإذا وضعت يدك في وعاء منه فانه لا يعلق بها شيء بخلاف السوائل الأخرى نتيجة للترابط الشديد بين جزيئاته وإذا انسكب منه شيء على الأرض كما يحدث أحيانا في المختبر إذا انكسر ميزان حرارة زئبقي فانه يتحول إلى كرات متفاوتة الإحجام يصعب استعادتها وبسبب هذه الخاصية يضرب به المثل فيوصف الشخص المتملص الذي يصعب القبض عليه بأنه كالزئبق.
عرف الزئبق منذ أقدم العصور وكان الاعتقاد سائدا عند قدامى الكيميائيين بأنه المادة الأولية التي نشأت منها المعادن الأخرى واجروا تجارب عديدة للحصول على الذهب باستخدامه على المعادن الأخرى ولكن جميع محاولاتهم باءت بالفشل أما في عصرنا الحاضر فان للزئبق استخدامات صناعية متعددة كدباغة الجلود وصناعة الورق والصودا الكاوية والكلور وبعض أنواع مصابيح الإضاءة الغازية وغيرها العديد إضافة لاستخداماته الطبية كدخوله مادة أساسية في تركيبة حشوات الأسنان واستخدامه كمادة عاملة في موازين قياس الحرارة وأجهزة قياس ضغط الدم في المنشات الصحية كما يدخل أيضا كمادة هامة في صناعة بعض مساحيق التجميل خاصة تلك الخاصة بتفتيح البشرة.
أسوء ما في الزئبق ولا يعرفه الكثير سميته الشديدة ويكون بالغ الخطورة بشكل خاص وهو في حالته الغازية لسهولة استنشاقه ووصوله للدم مما يتسبب بأعراض تتراوح بين الصداع والشعور بالإرهاق إلى أضرار قد تكون مميتة وذلك تبعا لتركيز البخار ومدة التعرض له ولذلك يجب الحذر من ترك أوعية الزئبق مكشوفة لفترة طويلة لسهولة تبخره حتى عند درجة حرارة الغرفة كالماء أما عند الحاجة لتسخينه في المختبر فالواجب توفر نظام شفط محكم لتحاشي أبخرته, وفي المجال البيئي يعد الزئبق من الملوثات الأساسية والخطرة للمسطحات المائية حيث تمتصه أجسام الأسماك وقد يصل إلى أجسامنا كبشر بنسب خطرة أحيانا عند تناول الأسماك الملوثة وبسبب هذه المخاطر لهذا المعدن الغريب فقد أعيد النظر في بعض استخداماته خصوصا الطبية المباشرة حيث أمكن الآن استخدام حشوات مصنوعة من السيراميك والبورسلان وغيرها كبدائل في مجال طب الأسنان وأصبحت موازين الحرارة وأجهزة قياس ضغط الدم الالكترونية تحل تدريجيا مكان الزئبقية التقليدية أما بما يخص مساحيق التجميل التي تحتوي على نسب متفاوتة من الزئبق فقد صدرت تحذيرات كثيرة من جهات طبية مختصة بخصوص بعضها والواجب على من يستخدمون مثل هذه المساحيق التأكد من سلامتها بقراءة النشرات المرفقة معها والتي من المفترض أن توضح نسب الزئبق فيها ومدى تطابقها مع هو مسموح به دوليا قبل أن يدهنوا بها أجسادهم.
[الوليدة] [ 13/03/2010 الساعة 9:30 مساءً] 
v2.0.5 