ما هي كثافة البيضة؟

الكثافة هي خاصية فيزيائية لمادة يمكن تحديدها بالتجربة العلمية. ربما تكون قد تعلمت أن الكثافة هي الكتلة مقسومة على الحجم ، مما يعني أنه إذا كان بإمكانك قياس كتلة الجسم وحجمه ، فيمكنك حساب كثافته. ستتمتع المادة دائمًا بنفس الكثافة بغض النظر عن حجم العينة ، بحيث يمكن استخدام هذه الكثافة للمساعدة في تحديد المادة. بما أن البيضة جسم له كتلة وحجم ، يمكنك حساب كثافته.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تختلف كثافة البيض (من الطيور والحيوانات الأخرى) اختلافًا كبيرًا. غالبًا ما يكون لبيض الطيور كثافة أكبر قليلاً من الماء ، حوالي جرام واحد لكل سم 3 ، ويغرق في الماء.

تُعرَّف الكثافة بأنها كتلة الجسم مقسومة على حجمه. يمكن كتابة هذا البيان كمعادلة: D = m / V. الجسم الذي له كتلة كبيرة في حجم صغير سيكون له كثافة كبيرة ، والجسم ذو الكتلة الصغيرة في الحجم الكبير سيكون له كثافة صغيرة. على سبيل المثال ، الرصاص ذو كثافة كبيرة جدًا (11.35 جم / سم 3) ، والألمنيوم له كثافة صغيرة نسبيًا (2.70 جم / سم 3). هذا يعني أن الرصاص يحتوي على كتلة أكبر بكثير في مكعب يبلغ طوله قدمًا وعرضًا قدمًا في قدم واحد مقارنةً بالألمنيوم. في الواقع ، يزن مكعب من الألمنيوم بهذا الحجم حوالي 170 رطلاً ، لكن مكعب الرصاص بنفس الحجم يزن حوالي 710 رطلاً!

أولاً ، دعنا نحدد ما نعنيه بـ "البيضة". الطيور ليست هي المخلوقات الوحيدة التي تضع البيض. وكذلك الأسماك والسلاحف والثعابين والضفادع والحشرات ، على سبيل المثال لا الحصر. في هذه المقالة ، سنقتصر مناقشتنا على بيض الطيور (بيض الطيور) - تحديدًا بيض الدجاج.

لتحديد كثافة البويضة ، نحتاج أولاً إلى وصف مكونات البويضة. هذه المكونات ، بعد كل شيء ، هي التي تعطي البيضة كتلتها وحجمها. وفقًا لمجلس البيض الأمريكي على موقع IncredibleEgg.org ، فإن الأجزاء الرئيسية للبيضة هي:

• القشرة ، التي تتكون في الغالب من كربونات الكالسيوم وتشكل 9 إلى 12 في المائة من الوزن الإجمالي للبيضة (وهي في الواقع مسامية للغاية بحيث يمكن للهواء المرور من خلالها)
• صفار البيض (الجزء الأصفر المكون من الدهون والبروتينات والمعادن والفيتامينات) ، والذي يشكل حوالي 34 في المائة من الوزن السائل للبيضة
• الزلال (بياض البيض يتكون من البروتينات ، من بين أشياء أخرى) ، والذي يشكل حوالي 66 في المائة من الوزن السائل للبيضة
• خلية هوائية ، وهي عبارة عن جيب من الهواء يوجد في نهاية البيضة الكبيرة

يمكن أن يكون هناك بعض الاختلاف في هذه الأجزاء.

يمكن تحديد كتلة الجسم باستخدام الميزان. تقاس الكتلة عادة بالجرام. يمكن قياس حجم الجسم بطرق مختلفة. إحدى الطرق هي قياس الطول باستخدام المسطرة ، وحساب الحجم رياضيًا. من السهل القيام بذلك إذا كان شكل الجسم يشبه المكعب أو الكرة. بالنسبة للكائنات ذات الأشكال غير المنتظمة ، فإن الطريقة الشائعة هي استخدام طريقة إزاحة الماء. قم بقياس حجم كمية معينة من الماء (على سبيل المثال ، 70 مل من الماء) ، ثم ضع الجسم في الماء وانظر مقدار الماء الذي يزيحه (إذا كان الحجم الجديد 100 مل ، فسيتم إزاحة 30 مل من الماء وهذا هو حجم موضوع). بالنسبة للأجسام الأصغر حجمًا ، يُقاس الحجم عادةً بالميليلتر أو السنتيمتر المكعب.

هل يمكن أن تختلف كتلة و / أو حجم بيض الدجاج من بيضة إلى أخرى؟ نعم بالتأكيد.

وفقًا لموقع IncredibleEgg.org ، هناك العديد من العوامل التي تغير تركيبة البيضة. يمكن أن تترك البويضة الرحم قبل الأوان ولا تمنح القشرة وقتًا كافيًا لتنمو بشكل كامل ، لذا فهي أرق من المعتاد. هناك إمكانية لتوأم صفار (وحتى ثلاثة أو أربعة محتمل ، أو في حالة الدجاج الصغير ، لا يوجد صفار). أيضا ، مع تقدم عمر الدجاجة ، يكون بيضها أكبر. يؤثر سلالة وحجم الدجاجة أيضًا على حجم البويضة. تؤثر الظروف البيئية والتغذية على حجم البيضة. أي من هذه يمكن أن يغير كتلة و / أو حجم البيضة.

يعرف معظم الناس أن الجسم سيغرق في الماء إذا كان أكثر كثافة من الماء وسوف يطفو في الماء إذا كان أقل كثافة من الماء. وضع الكثير منا البيض في إناء من الماء عند التحضير لعمل بيض مسلوق. أعطانا هذا الحدث في الواقع أول مؤشر على كثافة البويضة: غرق البيض. نظرًا لأن كثافة الماء تبلغ 1 جم / مل ، فإننا نعلم الآن أن كثافة البيضة أكبر من 1 جم / مل.

ومع ذلك ، لا يغرق البيض دائمًا في الماء. وفقًا لوزارة الزراعة في نوفا سكوتيا ، عندما تفقس البيضة لأول مرة ، فإن خلية الهواء في الطرف الكبير من البيضة ستتوسع مع برودة البيضة ، مما يسحب الهواء من خلال القشرة المسامية. كلما تقدمت البيضة في العمر ، سيزداد حجم خلية الهواء هذه. سيؤدي ذلك إلى انخفاض كثافة البويضة بمرور الوقت. في الواقع ، تصف Oakdell Egg Farms كيف يمكنك استخدام كثافة البيض لتحديد نضارة البيضة. إذا غرقت البيضة ووضعت أفقيًا في الماء ، فهي طازجة جدًا. إذا ارتفعت نهاية البيضة الكبيرة من الأسفل (لأن الخلية الهوائية أصبحت أكبر وتحتوي على المزيد من الهواء) ، فإن عمر البيضة هو أسبوع أو أسبوعين. إذا طفت البيضة ، فهي قديمة جدًا.

مع إدراك أن كثافة البويضة ستتغير بمرور الوقت ، لا تزال تبدو بسيطة بما يكفي لحسابها كثافة البيضة: قم بقياس كتلة وحجم البيضة ، ثم احسب الكتلة مقسومة على أربعة حجمالخامس. ومع ذلك ، فإن حقيقة وجود خلية هوائية داخل البويضة يمكن أن تعقد حساباتك ، كما أن الشكل غير المعتاد للبيضة يعقد قياس الحجم.

في فصل الكيمياء العامة في كلية بوسطن ، كانت أول تجربة يقوم بها الطلاب بعنوان "ما مدى كثافة البيضة؟" بدلا من قياس كتلة وحجم البيضة ، يتم تحديد كثافة البيضة بهذه الطريقة: ضع بيضة في الماء (تغرق) ، ثم أضف الملح ببطء حتى البيضة فقط يطفو (مما يعني أن الجزء العلوي من البيضة يلامس فقط الجزء العلوي من المحلول ، بدون وجود كمية كبيرة من البيضة بارزة فوق المحلول"). في هذا الوقت ، يكون للبيض والمياه المالحة نفس الكثافة ، ويمكن قياس كتلة وحجم الماء المالح بسهولة.

كان هناك بحث تجريبي حول كثافة بيض الطيور. فيما يلي نتائج بعض الدراسات:

أعطى كل من A.L. Romanoff و AJ Romanoff في عام 1949 (في كتاب "The Avian Egg") قيمة 1.033 باعتبارها كثافة محتويات بيضة دجاجة طازجة.

في عدد 1974 من “The Condor” ، س. باجانيلي ، أ. أولزوفكا وأ. تم تطوير معادلة تربط كثافة بيضة الطيور بوزن البيضة: كثافة البيضة = 1.038 × وزن البيضة ^ 0.006.

في عدد 1982 من "The Condor" ، كتب H. Rahn و Phyllis Parisi و C.V. قام باجانيلي بجمع عينات من البيض الطازج من 23 نوعًا مختلفًا من الطيور لحسابها كثافة محتوى البيض (متوسط ​​1.031 جم / سم 3) وكثافة البيض الأولية (تتراوح من 1.055 جم / سم 3 إلى 1.104 جم / سم 3). في الواقع ، يُظهر فحص الإجراء الذي استخدموه لقياس كتلة وحجم البيض مدى تعقيد الإجراء: "لقد جمعنا بيضًا طازجًا... ووزنها في الهواء والماء لتحديد حجم البيض وفقًا لمبدأ أرخميدس. ثم تم استبدال الغاز الموجود في الخلية الهوائية بالماء المحقون بحقنة تحت الجلد ، وأعيد وزن البويضات للحصول على كتلة البويضة الأولية ".

على الرغم من وجود بعض الأبحاث لتحديد كثافة البويضة ، إلا أن المشكلة تكمن في أن كثافة البيضة الواحدة يمكن أن تختلف. إذا كنت تريد معرفة كثافة بيضة معينة في وقت معين ، فستحتاج إلى تحديد الكثافة تجريبيًا.