2-Duluth_GloriaDei.CHURCHFIRE1

من منا لم يستمتع بأفلام الحركة؟ لا سيما تلك اللقطات التي تحبس الأنفاس، حينما يندلع الحريق في برج عملاق وتتحطم نوافذه دون أي إشارة إلى حياة البطل، لكن بعد صمت يخرج البطل واقفًا بين قطع الزجاج المحطمة. بقدر ما يبدو المشهد دراماتيكيًا، ليس انكسار الزجاج بسبب الحريق مجرد لقطة خيالية من فيلم، بل من الممكن حدوثها في الحياة الواقعية أيضًا، مثل حرائق المباني السكنية.
<h2>لماذا ينكسر الزجاج عند اندلاع الحريق؟</h2>
تؤدي الفتحات أو النوافذ في جدران الغرفة المشتعلة دورًا رئيسيًا في انتشار الحريق.

تُعد النوافذ أقل أجزاء المبنى مقاومةً للحريق، مقارنة بالجدران أو أي جزء آخر، عند نشوب الحريق في حجرة ما، ترتفع درجة الحرارة داخل الغرفة ارتفاعًا غير منتظم، ما يؤدي إلى كسر الألواح الزجاجية.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/WP_000208.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-93900" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/WP_000208.jpg" alt="لماذا تنكسر النوافذ الزجاجية عند اندلاع الحرائق - لماذا ينكسر الزجاج وقت الحريق - لماذا تتحظم النوافذ الزجاجية عندما يشتعل المنزل - انكسار الزجاج " width="1223" height="1630" /></a>

يُعد منتصف اللوح المنطقة الأكثر عرضة للحرارة، لذلك يكون أسخن من سائر اللوح. تخلق الموجات الحرارية تدرجًا حراريًا في مستوى اللوح ما يؤدي إلى تسخين غير منتظم.
<h2>كيف ينكسر الزجاج بسبب الحريق؟</h2>
تُركّب النوافذ الزجاجية عادةً داخل إطارات سُمكها أكبر مقارنةً باللوح الزجاجي.

عند نشوب الحريق، تتدفق الحرارة بشدة على أحد جانبي اللوح زجاجي، ما يسبب تدرجًا حراريًا حادًا عبر سُمك اللوح.

يُطلق على التسخين السريع اسم «الصدمة الحرارية»، في حين يُطلق على التدرج العميق الناتج عن الحريق «الإجهاد الحراري»، وها ما يسبب انكسار الزجاج.

ولأن سُمك الإطار أكبر من سُمك اللوح، فعند الحريق يتركز الضغط الحراري على وسط اللوح، وتنقل النار الحرارة في صورة إشعاع حراري على لوح الزجاج.

تقاوم الحواف الإشعاع الحراري إلى حد ما، إذ تفقد بعض الحرارة من خلال اتصالها بالإطار، الأكثر سُمكًا ومقاومةً للحرارة.

تُسبب الحرارة المركزة على وسط اللوح الزجاجي تمدده، لكن الحواف تكون أبرد نسبيًا، ما يؤدي إلى إجهاد المادة وكسر الزجاج.

في حالات التسخين المنتظم، أي عندما تتعرض النافذة الزجاجية لحمل حراري منتظم، تظل حواف ألواح الزجاج أبرد نسبيًا، لأن الحرارة الجانبية تتبدد في إطارات النوافذ السميكة، ما يجعل الحواف باردة.

يتشقق الزجاج قبل أن ينكسر، تنشأ التشققات من حواف الزجاج المدمجة في الإطارات، ويعتمد الوقت بين تشقق الزجاج وانكساره على نوع الزجاج وطبيعة الحريق.
<h2>العوامل المؤثرة في انكسار الزجاج:</h2>
لا تنكسر كل النوافذ الزجاجية عند نفس درجة الحرارة، فلكل نوع من الزجاج مقاومته الحرارية.
<h4>(1) سُمك لوح الزجاج</h4>
يُعد سمك الزجاج عاملًا رئيسيًا يؤثر في كسر الزجاج، أُجريت العديد من التجارب لفهم العلاقة بين سُمك الزجاج والضغط الحراري، وجاءت النتائج كالتالي:

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/vd.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-93901" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/vd.png" alt="" width="435" height="146" /></a>
<h4>(2) نوع الزجاج</h4>
يُحدث نوع الزجاج فرقًا، فقد اختبرت المقاومة الحرارية للزجاج المستخدم في المباني التجارية، فانكسر لوح زجاج بسُمك 6 مم عند تعرضه لتدفق حراري قدره 23 كيلو واط م2، واستغرق تحطمه 7 دقائق.

يتطلب الزجاج المقوى بسُمك 6 مم درجة حرارة 330-380 درجة مئوية ليتصدع، أما الزجاج بسُمك 10 مم فيتطلب نحو 470-590 درجة مئوية.

في حين يتطلب الزجاج البلاستيكي المُستخدم في مركبات النقل والمباني المدرسية تدفقًا حراريًا قدره 26 كيلوواط م2 ليتصدع.

من المعروف أيضًا أن مادة إطار النافذة لها تأثير كبير في انكسار الزجاج بسبب الحرائق.

أظهرت دراسات أن نوافذ ذات إطار مصنوع من الفينيل تتعرض للكسر مبكرًا، إذ يتلف الإطار عند ارتفاع تدفق الحرارة إلى 8 - 16 كيلوواط م2.

وفي دراسات أخرى، يُقاوم زجاج النوافذ المؤطرة بالألومنيوم الحرائق مقاومةً أفضل من النوافذ الخشبية التقليدية.

إضافةً إلى ذلك، فإن عوامل مثل حجم النافذة وطلاء الزجاج والتظليل وعيوب الزجاج وتدرج درجة الحرارة المستوية، تؤثر في تحطم الزجاج بسبب الحرائق، ولا تزال هذه العوامل قيد الدراسة والتحليل.

<strong>لماذا من الضروري دراسة المقاومة الحرارية للزجاج؟</strong>

مع أن هذا النقاش يبدو غير مُجدٍ لنا، فهو مصيري لكثير من الناس. يُعد كسر الزجاج عند اندلاع حرائق الغرف مشكلة خطيرة، إذ تُعد النوافذ عوائق قبل الكسر، وفتحات بعد الكسر.

علم النار مهم جدًا في ميكانيكا الكسور، وفي قطاعات بناء الآلات والهندسة المدنية، حتى عندما يتعلق الأمر بالسيارات، تُختبر قوة الزجاج المستخدم بعناية، عبر عدد من التجارب النظرية والعملية التي تُجرى لدراسة قدرة الزجاج على مقاومة الحريق.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=79267">كيف نطفئ الحريق سريعًا، بالماء الحار أم البارد؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=81793">لماذا ينكسر الزجاج غالبًا عندما يتجمد؟</a>

ترجمة: محمد سعد الحافظي

تدقيق: تسبيح علي

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="http://www.lb7.uscourts.gov/documents/15-3706URL1GlassBreak.pdf">المصدر</a>

لماذا تنكسر النوافذ الزجاجية عند اندلاع الحرائق؟

medium_2020-11-01-679d6fd78a

هناك العديد من الأسئلة غير المُجاب عنها حول مكاننا في الكون، لماذا نحن هنا؟ ما احتمال وجودنا؟ أيمكن أن يوجد آخرون مثلنا في المجرة؟ أحد الأرقام التي قد تساعدنا على الإجابة عن هذه الأسئلة هو: كم عدد الكواكب الصخرية مثل الأرض التي تدور حول نجوم مثل الشمس على مسافة معتدلة قابلة للحياة؟ لدينا إجابة بناءً على بيانات تلسكوب كبلر الفضائي، إنها قرابة 300 مليون كوكب.

هذا ليس بالضرورة رقمًا دقيقًا، لكنه يمنحنا فكرة تقريبية تساعدنا في بحثنا عن عوالم داعمة للحياة في مجرتنا.

قال عالم الفلك ستيف بريسون من مركز أميس للبحوث التابع لناسا: «أخبرنا كبلر بالفعل بوجود مليارات الكواكب، لكننا نعلم الآن أن عددًا كبيرًا منها قد يكون صخريًا وصالحًا للحياة. مع أن هذه النتيجة ليست نهائية، وأن الماء على سطح كوكب هو أحد العوامل العديدة التي تدعم الحياة، إلا أنه من المثير للغاية أننا حسبنا هذه العوالم بهذه الدقة والثقة العالية».

عندما نحاول تضييق نطاق الكواكب الخارجية التي قد تؤوي الحياة، فإننا نبحث عما نعرفه. والكوكب الوحيد الذي نعرف على وجه اليقين أنه يدعم الحياة هو كوكبنا «الأرض».

ربما يوجد عدد من العوامل التي تؤثر في وجودنا هنا، مثل وجود القمر أو عملاق غازي مثل كوكب المشتري، لكن بدايةً، يميل علماء الفلك إلى تحديد 3 عوامل:
<ul>
 	<li> هل الكوكب صخري، مثل الأرض والمريخ والزهرة؟</li>
 	<li> هل يدور حول نجم مثل الشمس، ليس حارًا جدًا ولا نشط جدًا بانفجارات قد تؤثر إشعاعاتها في الكوكب؟</li>
 	<li> هل يدور الكوكب حول النجم في منطقة ليست شديدة البرودة ولا شديدة الحرارة، فتتجمد أو تتبخر أي مياه سطحية؟</li>
</ul>
أحد أهداف تلسكوب كبلر الرئيسية هو مساعدتنا على تحديد عدد الكواكب الخارجية التي تناسب هذه الشروط الثلاثة، التي قد تكون موجودة في مجرة درب التبانة. استخدم برايسون وفريقه بيانات مهمة كبلر الأصلية على مدار 4 سنوات، من مايو 2009 إلى مايو 2013، للتوصل إلى أفضل تقدير لهذا الرقم.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1664_kepler_186_1600.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-94557" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/1664_kepler_186_1600.jpg" alt="ربما يوجد نحو 300 مليون من العوالم الصالحة للسكن في مجرة درب التبانة - الكواكب الصخرية التي تدور حول نجوم مثل الشمس - الكواكب الخارجية - تلسكوب كبلر " width="1600" height="900" /></a>

في مهمته الأولى حدد تلسكوب كبلر 4034 كوكبًا خارجيًا مرشحًا، تحققنا من صحة أكثر من 2300 منها لاحقًا. لكن التلسكوب الفضائي واجه صعوبة في اكتشاف الكواكب الصخرية الصغيرة، وهو أمر متوقع.

لوحظ أن النجوم التي درسها التلسكوب أكثر تنوعًا في السطوع من الشمس، ما يعني أن عبور الكواكب الخارجية الأصغر التي تُخفِت ضوء النجم، وهو التوقع الذي استخدمه كبلر لتحديد الكواكب الخارجية المرشحة، لا يمكن تمييزه عن التباين النجمي في كثير من الحالات، ما يؤثر في دقة النتائج. صحّح برنامج رابوفيتر هذه المشكلة في حالة الأجرام ذات المدارات الأقل من 500 يوم، لكن الفريق لاحظ أن العديد من الكواكب الخارجية الصالحة للسكن قد يكون لها مدارات أطول بكثير.

لذلك استنتجوا طريقة لتحديد منطقة «كولديلوكس» للنجم، بناءً على قُطر الكوكب وتدفق الفوتون، أي عدد الفوتونات في الثانية لكل وحدة مساحة من النجم -المستمدة من بيانات مسح غايا- التي تضرب سطح الكوكب الخارجي الافتراضي.

يقول عالم الكواكب رافي كوبارابو من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: «عرّفنا قابلية الكوكب للسكن ببساطة استنادًا إلى المسافة المادية بين الكوكب والنجم، إذ لا يكون الطقس حارًا أو باردًا جدًا، ما نتج عنه الكثير من الاحتمالات. سمحت لنا بيانات غايا بالنظر إلى هذه الكواكب ونجومها بطريقة جديدة تمامًا».

حصر الباحثون بحثهم في الكواكب الخارجية ذات كتل تتراوح بين 0.5 و1.5 مثل كتلة الأرض، ونجوم ذات درجة حرارة بين 4530 و6025 درجة مئوية، علمًا بأن درجة حرارة الشمس 5506 درجة.

وجد الفريق أن نحو نصف هذه النجوم -بناءً على حساباتهم- يجب أن تمتلك كواكب خارجية صخرية في منطقة «كولديلوكس»، أي نحو 300 مليون نجم في مجرة درب التبانة، بناءً على التقديرات الحالية.

هذا الرقم أقل بكثير مقارنةً بالتقديرات السابقة لعدد العوالم التي قد تكون صالحة للسكن بناءً على بيانات كبلر، لكن كلما كانت خصائص النظام أقرب إلى خصائص الأرض والشمس، كانت فرص العثور على مكان تزدهر فيه الحياة أفضل.

يُعد البحث في التفاصيل الدقيقة مهم لعمليات البحث الجارية والمستقبلية عن عوالم قد تكون صالحة للسكن.

قالت عالمة الفلك ميشيل كونيموتو من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «إن معرفة مدى شيوع الأنواع المختلفة من الكواكب أمر بالغ الأهمية لتنظيم مهمات لاكتشاف الكواكب الخارجية. تعتمد الدراسات الاستقصائية التي تستهدف الكواكب الصغيرة التي قد تكون صالحة للسكن حول النجوم الشبيهة بالشمس على نتائج كهذه، لزيادة فرص نجاحها إلى الحد الأقصى».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=94167">علماء الفلك يمعنون النظر في الغلاف الجوي لكوكب خارجي نادر يُفترض ألا يكون موجودًا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93273">علماء الفلك يحلون لغز مجرة 99.99% منها مادة مظلمة</a>

ترجمة: محمد سعد الحافظي

تدقيق: تسبيح علي

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/there-could-be-at-least-300-million-potentially-habitable-worlds-in-the-milky-way">المصدر</a>

محمد سعد الحافظي

الأعمال

لماذا تنكسر النوافذ الزجاجية عند اندلاع الحرائق؟

ربما يوجد نحو 300 مليون من العوالم الصالحة للسكن في مجرة درب التبانة!