Week 3 · 1-3 Physical Properties of Water (A): density, relative density, the hydrometer, what changes the density of ocean water, ocean currents, the 4 °C maximum density and why lakes freeze from the top · 3 lessons
2
ما الذي يغير كثافة ماء المحيط؟ والتيارات البحرية
Integrated Science Sec 1 Term 1, Unit 1: pp. 16–19
الهدفأذكر العوامل التي تغيّر كثافة ماء البحر، وأفسّر كيف تحرك فروق الكثافة الماء في المحيط.
كلمات جديدة
الملوحة · كمية الأملاح الذائبة في الماءالتيار البحري · جريان مستمر للماء في المحيطغير قابل للانضغاط · لا يتغير حجمه تقريبًا عند الضغط عليه؛ والسوائل شبه غير قابلة للانضغاط
الشرح
ثلاثة عوامل تغيّر كثافة ماء البحر. الملوحة: كلما زادت الأملاح الذائبة زادت كثافة الماء. ودرجة الحرارة: الماء الأبرد أكثف (وفي الماء العذب يصح هذا حتى ٤ °C). والضغط: الماء شبه غير قابل للانضغاط، فتزداد كثافته قليلًا فقط، وعلى أعماق كبيرة. وتحرك فروق الكثافة التيارات البحرية الرأسية. فالماء السطحي البارد المالح كثيف فيغوص، ويتحرك ماء آخر ليحل محله؛ وفي مكان بعيد يرتفع ماء عميق من جديد. وتحمل هذه التيارات الحرارة والملح من المناطق المدارية نحو القطبين، وتجلب المغذيات من الماء العميق إلى السطح، وتنشر الماء العذب القادم من الأنهار والجليد الذائب في أنحاء العالم. وكثافة ماء البحر نحو ١٫٠٣ g/cm³ (معلومة إضافية)، فكثافته النسبية نحو ١٫٠٣.
ماء سطحي قطبي يبرد ويزداد ملوحة→أكثف→يغوص→يجري عميقًا نحو المدارات→يصعد حاملًا المغذيات
أمثلة محلولة
نقارن ٢٥٠ mL من الماء العذب (٢٥٠ g) بـ ٢٥٠ mL من ماء البحر. كثافة ماء البحر نحو ١٫٠٣ g/cm³، فكتلة ٢٥٠ cm³ منه ٢٥٠ × ١٫٠٣ = ٢٥٧٫٥ g. الحجم نفسه والكتلة أكبر: فماء البحر أكثف.
عينتا ماء لهما درجة الحرارة نفسها لكن A أكثر ملوحة. أيهما يغوص إذا التقتا؟ A، لأن زيادة الملح الذائب تجعله أكثف. والآن لنفرض أن لهما الملوحة نفسها لكن B أبرد: فإن B أكثف ويغوص.
لماذا لا تكفي الرياح وحدها لتفسير التيارات البحرية؟ لأن بعضها يتحرك في أعماق المحيط بعيدًا عن الرياح، حيث تحرك فروق الكثافة الماء. وتربط التيارات الرأسية سطح المحيط بأعماقه.
نشاط الفصل
اختبار البيضة، بمساعدة أحد الكبار. املأ كوبًا طويلًا بماء الصنبور وأنزل بيضة نيئة فيه برفق بملعقة. صف أين تذهب. ثم يضيف الكبير الملح ملعقة بعد ملعقة ويحرك حتى ترتفع البيضة أو تطفو. صف ما حدث وقل ماذا فعل الملح بكثافة الماء. اغسل يديك بعد ذلك. ولا تؤكل البيضة.
تدرّب
1
اذكر العوامل الثلاثة التي تغيّر كثافة ماء البحر.
الملوحة ودرجة الحرارة والضغط (قليلًا وعلى أعماق كبيرة).
2
ماء بحر سطحي قرب قطب يصبح أبرد وأكثر ملوحة. ماذا يفعل ولماذا؟
يغوص لأنه يصبح أكثف.
3
ما كتلة ٤٠٠ cm³ من ماء بحر كثافته ١٫٠٣ g/cm³؟
400 × 1.03 = 412 g.
4
اذكر عملًا واحدًا للتيارات البحرية الرأسية.
مثلًا: تجلب المغذيات من الماء العميق إلى السطح، أو تحمل الحرارة والملح نحو القطبين.
