החוברת · דף לימוד
מהי אבקה?
מדעים · כיתה ז׳ · פרק 1: עולם החומר
מוצק, נוזל או משהו ביניהם?
חידה לפתיחה
דמיינו: אתם שופכים קמח מכוס לכוס. הקמח זורם כמו נוזל ומקבל את צורת הכלי. אבל רגע - אם תרימו גרגיר בודד, תגלו שהוא קשיח ומוצק!
אז מה זה בעצם קמח - מוצק או נוזל? התשובה היא: אף אחד מהם. קמח הוא אבקה - חומר גרגירי עם תכונות מיוחדות.
תכונות דמויות-נוזל מול תכונות דמויות-מוצק
מתנהג כמו נוזל
• זורם ונשפך מכלי לכלי
• מקבל את צורת הכלי התחתון
• ניתן למזוג אותו
• מתפזר כשנשפך
שפכו חול לתוך כוס - הוא ייקח את צורת הכוס!
מתנהג כמו מוצק
• כל גרגיר בודד קשיח ומוצק
• לא ממלא את כל הכלי (יוצר ערימה)
• ניתן ללחוץ עליו והנפח יקטן
• אפשר להרגיש את הגרגירים ביד
לחצו על גרגיר סוכר - הוא קשה ומוצק!
אבקה היא לא מוצק ולא נוזל - היא חומר גרגירי עם תכונות משלה.
מהי אבקה בעצם?
מבחינה מקרוסקופית מתפקדת האבקה כחומר גרגירי (Granular Material) - תערובת פאזות המאופיינת ומוגדרת על ידי ריבוי גרגירים בעלי מצב צבירה מוצק מובהק, שביניהם כלואות בועות אוויר אינטרסטיציאלי. הדינמיקה הזו מאפשרת תנועות החלקה ויישור, המדמות תכונות זרימה ריאולוגיות הדומות לנוזל, בעוד כל אינדיבידואל הינו מוצק קשיח עצמאי.
אבקה זורמת בגלל שהגרגירים מחליקים זה על זה, לא בגלל שהם נוזליים.
תכונות ייחודיות של אבקה
זורמת
הגרגירים מחליקים זה על זה ומאפשרים זרימה
נשפכת לכלי
מקבלת את צורת הכלי שלתוכו שופכים
גרגירים קשיחים
כל גרגיר בנפרד הוא חתיכת מוצק קשה
יוצרת ערימות
בניגוד לנוזל, אבקה יוצרת ערימה עם שיפוע
אבקה דקה
• קמח
• אבקת סוכר
• קקאו
• טלק
גרגירים בינוניים
• חול
• סוכר
• מלח
• קפה טחון
גרגירים גסים
• חצץ
• אורז
• עדשים
• גרגירי פלפל
אבקות בחיי היומיום
קמח
גרגירי קמח דקים מאוד. הם זורמים בקלות ומתפזרים באוויר כשמנפים אותם. משמש לאפייה ולבישול.
סוכר ומלח
גבישים קטנים שמתמוססים במים. אפשר לשפוך אותם מכלי לכלי כמו נוזל, אבל כל גביש הוא מוצק.
חול
גרגירי סלע קטנים. משמש בבנייה (בטון), בשעוני חול, ובמגרשי משחקים. יוצר ערימות בצורת חרוט.
מלט (צמנט)
אבקה אפורה שכשמוסיפים לה מים היא מתקשה והופכת למוצק חזק מאוד. בסיס הבטון.
השוואה: אבקה מול מוצק מול נוזל
| תכונה | מוצק | אבקה | נוזל |
|---|---|---|---|
| צורה | קבועה | מקבלת צורת הכלי (בחלקו) | מקבלת צורת הכלי |
| שפיכה | לא ניתן לשפוך | ניתן לשפוך | ניתן לשפוך |
| דחיסה | כמעט בלתי אפשרי | אפשרי (אוויר יוצא) | כמעט בלתי אפשרי |
| קשיחות גרגיר | כל הגוף קשיח | כל גרגיר קשיח | לא רלוונטי |
| ערימה | שומר על צורתו | יוצר ערימה בזווית | מתיישר (אופקי) |
| מילוי כלי | לא ממלא | ממלא חלקית + אוויר | ממלא לגמרי |
שימו לב: אבקה נדחסת כי האוויר שבין הגרגירים יכול לצאת, אבל גרגיר בודד לא נדחס!
למה קשה לבנות ארמון חול מחול יבש לגמרי?