علوم الأرض والجيولوجيا

نشاط عملي يوّضح كيفية احتجاز “الحرارة” داخل صندوق

2011 تجارب علمية بيئتنا

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الحرارة علوم الأرض والجيولوجيا

الأهداف

1.استكشاف فكرة البيوت الزجاجية، وكيف تقوم طبقة من المواد برفع درجة الحرارة.

2. الفهم بطريقة أفضل كيفية عمل الغلاف الجوي للأرض.

 

الأدوات التي تحتاجها

1- صندوق أحذية

2- طلاء أسود وفرشاة ألوان

 

3- أربعة موازين حرارة

4- شريط لاصق

5–  12 سدادة فلين أو سدادات مطاطية

 

6- ألواح من البلاستيك أو الزجاج تتسع داخل صندوق الأحذية

7- دفتر وقلم حبر

 

خطوات العمل

1- ادهن الوجه الداخلي لصندوق الأحذية باللون الأسود واتركه حتى يجف.

2- الصق أحد موازين الحرارة على أحد أطراف قعر القاعدة الداخلية للصندوق.

3- ضع أربع سدادات داخل الصندوق في زواياه الأربع، ثم ضع لوحاً واحداً من الزجاج فوق السدادات.

4- الصق ميزان الحرارة الثاني على لوح الزجاج في بقعة مختلفة عن المكان الذي ألصقت عليه ميزان الحرارة الأول، ضع أربع سدادات أخرى على هذا اللوح – سدادة واحدة في كل زاوية، وضع لوحاً زجاجياً آخر فوق السدادات.

5- كرر الخطوة رقم (4) باستخدام ميزان الحرارة الثالث واللوح الزجاجي الثالث.

6- الصق ميزان الحرارة الرابع على سطح اللوح الزجاجي الرابع ثم ضع الصندوق تحت أشعة الشمس، وسجل درجات الحرارة المبينة على كل واحد من موازين الحرارة خلال ساعة واحدة وذلك ضمن فترات زمنية منتظمة، مثلاً كل 5 أو 10 دقائق. كيف تتغير درجات الحرارة؟.

 

تستطيع أن تبرهن أيضاً كيف أن مستويات ثاني أكسيد الكربون تؤثر في الكرة الأرضية من خلال القيام بتجربة أخرى.

أحضـر قارورتين بلاستيكيتين متماثلتين، املأ إحدى القارورتين إلى منتصفها بماء من الصنبور، واملأ الأخرى بماء مشبع بثاني أكسيد الكربون (فوّار).

 

إذا لم يتوافر لديك ماء مشبع بثاني أكسيد الكربون تستطيع أن تضيف قرصاً فواراً (من الأقراص الفوّارة التي تحتوي على مواد قلوية تستعمل كدواء عند عسر الهضم) إلى ماء الصنبور.

قِسْ درجة حرارة كلتا القارورتين، ومن ثم ضعهما خارجاً تحت أشعة الشمس واتركهما لمدة 15 دقيقة وقم بقياس درجات الحرارة مرة أخرى. أيّ القارورتين أكثر سخونة؟ هل كانت هي القارورة ذاتها التي توقعتها؟

 

تحليل النشاط

يجب أن تكون درجات الحرارة تحت الألواح الزجاجية أعلى من درجة الحرارة في الهواء الطلق لأن الزجاج يبطئ من عملية تسرب الحرارة من الصندوق.

يعود سبب هذا الأثر في الغلاف الجوي للأرض إلى غازات الدفيئة، ولولا وجود هذه الغازات لكانت الأرض شديدة البرودة بما يجعلها تعجز عن توفير الحياة، ولكن إذا ازدادت طبقة غازات الدفيئة فإن الحرارة لا تستطيع التسرب وتصبح الأرض بذلك شديدة الحرارة بشكل يتعذر فيه دعم أسباب الحياة.

يوجد تقريباً 30 نوعاً من غازات الدفيئة، ولكن 40 في المئة من «الاحتباس الحراري» (ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية) يُعزى إلى غاز واحد فقط: ثاني أكسيد الكربون. تنبعث كميات كبية من هذا الغاز عندما يتم حرق الوقود الأحفوري، مثل النفط والغاز والفحم.

 

إن كميات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قليلة جداً لكنها ترتفع بسـرعة كبيرة، ومنذ سنة 1850 ارتفعت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى أكثر من 50 في المئة.

يؤدي ازدياد كمية ثاني أكسيد الكربون إلى احتباس المزيد من الحرارة، وبالتالي ترتفع درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم. ويعتقد العلماء أن متوسط درجة الحرارة على الأرض سيرتفع بمعدل 2.7 درجة فهرنهايت (1.5 درجة مئوية) خلال السنوات الخمسين المقبلة.

 

تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون وتطرح الأكسجين. إن أهم المناطق التي تساعد على تخفيض كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هي تلك المناطق التي تتوافر فيها أعداد كبيرة من الأشجار، كالغابات المطيرة، التي تؤدي دوراً مهماً في العديد من النظم البيئية.

وذلك من خلال الاحتفاظ بالماء ومن ثم تحريره ببطء فوق مناطق تمتد لمئات الأميال، لكن نصف الغابات المطيرة في العالم قد أُتلفت وما زالت إلى الآن تتعرض للاقتطاع.

ولعل أحد الأسباب وراء هذه الحقيقة هو تزايد عدد سكان العالم لأن البشر بحاجة إلى أماكن جديدة للعيش فيها، كما تتعرض الغابات المطيرة للإتلاف من أجل إنشاء أراض زراعية جديدة لرعي المواشي، فضلاً عن استخدام بعض أخشاب الغابات المطيرة في تصنيع المنتجات الخشبية.

 

يحاول الناس في بعض المناطق إيقاف هذا التخريب الذي ينال من الغابات المطيرة، فهناك العديد من الأماكن التي تدير مشاريع لغرس الأشجار. 

حيث يترتب على تجار الخشب التعويض بزرع عدد أكبر من الأشجار التي قاموا بقطعها، لكن المشكلة تكمن في أن هذه الأشجار تحتاج إلى عقود من الزمن كي تنم من جديد، بينما نلاحظ آثار تدميرها في بضعة أعوام فقط.

وتتم إزالة تربة أرض الغابة المطرية لبناء مساكن جديدة أو لرعي الحيوانات، وذلك عن طريق حرق الأراضي (إلى اليمين). تتحول المعادن المختزنة في النباتات إلى رماد وتتلف أنظمة جذورها، الأمر الذي يساعد المطر على جرف التربة السطحية.

 

إن المناطق التي تم تنظيفها بهذه الطريقة، والتي كانت فيما مضى غنية بالحياة، لن تستطيع توفير الحياة بعد الآن، لذلك يقوم الكثيرون بشن حملات لوقف المزيد من تخريب الغابات المطيرة. 

ولكن إلى أن تتفق الدولة على المستوى الدولي على ضرورة وقف إتلاف الغابات المطيرة فإن هذه الأجزاء الأساسية من النظام البيئي للأرض يستمر تعرضها للتدمير.

 

ما العمل إذا لم تتمكن السدادات من حمل وزن الألواح الزجاجية بثبات؟

إذا كان البيت الزجاجي الذي صنعته غير مستقر نوعاً ما، استخدم شريطاً لاصقاً من الوجهين في أعلى وأسفل كل سدادة لتثبيتها بإحكام على ألواح الزجاج.

 

تعليمات مفيدة

تأكد من أن كل ميزان حرارة معرض للمقدار نفسه من ضوء الشمس. وكي تكون نتائج التجربة مرئية، ضع مكعباً من الثلج بجانب كل ميزان حرارة وراقــــــــــب أي المكعبات ينصهر أسرع من غيره.

ارسم مخططاً بيانياً أو خريطة تبين فيها الاختلاف في درجات الحرارة.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪من خارج هذا العالم
وب بانينو Rob Banino @robertbanino صحفي مستقل يعمل في بريستول
الحياة على المريخ أعالي البحار، الجزيرة الكبيرة، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية
بذلة الفضاء ليست أول ما يخطر في ذهن أي شخص يزور هاواي. هذا إلا إذا كان سيقضي ثمانية أشهر في موئل هاواي لاستكشاف الفضاء بالتناظر والمحاكاة Hawaii Space Exploration Analog and Simulation اختصاراً: الموئل HI-SEAS على بركان ماونا لوا. ويتيح الموئل HI-SEAS للباحثين دراسة كيفية تعامل الناس مع ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪النظائر المشعة وفوائدها الطبية
لمهندس أمجد قاسم
ترتبط كلمة الإشعاعات لدى كثير من الناس بالأخطار والكوارث النووية، إلا أن الحقيقة تدحض بعض تلك المزاعم، فعلى الرغم من أخطار بعضها، فإن لكثير من تلك الإشعاعات دوراً مفيداً للإنسان، وقدمت خدمات جليلة على امتداد نحو قرن من الزمن. علماً أنه في كل لحظة تخترق أجسامنا آلاف الأنواع من الأشعة، ولم يعرف الإنسان ماهيتها حتى وقت قريب نسبياً، بعد أن تنبه عدد من الباحثين لها، وجرى الكشف عن أنواعها وهويتها وفوائدها وأضرارها.
الإشعاع ... (قراءة المقال)
‫‪رسم خريطة الكواكب اكتشاف العوالم الأخرى خارج كوكبنا
ن رووني الناشر: آركتورس  14.99 جنيه إسترليني مجلد غلاف فني
يقودك تصفح رحلة آن رووني المصورة عبر المجموعة الشمسية إلى إدراك أن الكواكب الأخرى خارج كوكب الأرض كانت تعرف قبل أربعة قرون على أنها مجرد نقاط ضوء بعيدة في سماء زرقاء مخملية. وخلال عدة عشرات من الأجيال تفتحت أعيننا على ما تصفه لنا الأكاديمية والكاتبة العلمية رووني ب: طريقة مختلفة للمعرفة. فلأول مرة يسعى علماء الفلك إلى أكثر من مجرد معرفة مدارات الكواكب، ويدركون أنها عوالم مجاورة ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪الطنين
المؤلف: ثور هانسون Thor Hanson ■ الناشر: منشورات أيكون / منشورات بيسك Icon Books / Basic Books ■ السعر: 9.99 جنيه إسترليني / 17.99 دولار؟ ■ تاريخ الإصدار: صدر فعلياً
عندما ترى شيئاً صار موضوع إحدى حلقات «دكتور هو» Doctor Who، ستعلم أنه بالغ الأهمية. رصدنا منذ سنوات انخفاض أعداد النحل، وهو أكثر من مجرد مادة للخيال العلمي. اجتذب علم النحل اهتماماً كبيرا في الآونة الأخيرة. ومع ذلك، فعلى عكس العديد من الكتب الحديثة، فكتاب الطنين لمؤلفه ثور ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪ناسا تشهد اختفاء غابات بيرو
قلم: ميندي فايسبرغر
تُرى نتائج سنوات من إزالة الغابات في بيرو من الفضاء، ويتم تتبعها بواسط رسم بياني متحرك جديد يُنشأ باستخدام البيانات التي جمعها قمرا ناسا الاصطناعيان Landsat 7 وLandsat 8، ما بين عامي 2013 و2018، والتي تُظهر أن وتيرة فقدان الغابات تتصاعد بمعدل ينذر بالخطر. قامت أندريا نيكولاو Andrea Nicolau، وهي مساعد باحث في الدراسات العليا من جامعة ألاباما University of Alabama، بتحديد فقدان الغابات في الصور بواسطة تقنية تسمى تحليل ... (قراءة المقال)
‫‪علوم و فنون انترسلتر - الجزء الأول
لسلام عليكم .. في الحلقة الماضية تكلمنا عن اهم الأفلام التي صنعت في مجال الفضاء و الكونيات .. واستعرضت قائمة من ١٠ أفلام تكلمت فيها باختصار عن كل فلم و اهم مميزاته العلمية والفنية .. و كان فلم انتيرستيلر قد حل في المركز الاول و قد وعدت بان اخصص حلقة كاملة لشرح اهم المفاهيم العلمية التي طرحت في الفلم ..ولكن بعد مراجعة تفاصيل الفلم تبين انه من الأفضل ان اقسم المفاهيم التي سأطرحها الى حلقتين  .. حلقة أولى سأتكلم بنبذة بسيطة عن بذور ولادة هذا الفلم ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أول فضيحة بحثية كبيرة حول الجائحة
قلم:       كيلي سيرفيك ومارتين إينسرينك
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
كان من الواضح جدًا أنها نتيجة مهمة: الأدوية المضادة للملاريا Anti-malarial التي روّج لها البيت الأبيض كعلاجات محتملة لكوفيد-19 COVID-19 كانت تبدو غير فعالة، بل قاتلة بكل ما للكلمة من معنى. ففي 22 من مايو نشرت دراسة في دورية ذي لانسيت The Lancet استُخدمت فيها سجلات مستشفى حصلت عليها شركة تحليل بيانات غير مشهورة تدعى سيرجيسفير Surgisphere ، وكانت النتيجة أن مرضى ... (قراءة المقال)
‫‪الكتاب الصغير في علم الكون
يمان بيج طابع جامعة برينستن 16.99 جنيه إسترليني غلاف مجلد فني
من الأكيد أن الكتاب الصغير في الكوزمولوجيا The Little Book of Cosmology هو كتاب صغير الحجم، وقد يتوه منك داخل حقيبتك. ويستكشف هذا الكتاب في 100 صفحة تقريباً، تركيب وبنية وهندسة وتطور الكون، وأيضاً آفاق الكوزمولوجيا. أليس رائعاً أن نعتقد أننا نستطيع إدراك الكون، بأوسع مقاييسه بدقة نسبة مئوية من خلال عمليات القياس التي نجريها؟
يضم كتاب الوجيز في علم الكون كل شيء قد ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪صعوبات التعلم النمائية لدى الأطفال
. أسامة الدعّاس
صعوبات التعلم نوعان؛ نمائية وأكاديمية، وينضوي تحت كلّ منهما مجموعة من الصعوبات والاضطرابات الخاصة به، أما صعوبة الانتباه فهي من صعوبات التعلم النمائية، وهناك اتّجاه قوي في دراسات صعوبات التعلم يرى أن اضطرابات الانتباه هي سبب صعوبات التعلم عند الأطفال، وقد سلك العلماء في دراسة اضطرابات الانتباه وتحديد معايير معينة يتناولون بها هذا الموضوع مسلكين مختلفين؛ أولهما يعتبر صعوبات التعلم نتيجة قصور واضطراب في واحد أو أكثر من مكونات ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق