العدد 214, علومنا المسلية

مدينة صديقة للبيئة

في إطار تحويل المغرب إلى بلد مُوَلِّد للطاقة المتجدّدة، تجري الاستعدادات لافتتاح محطّة توليد كهرباء من الطاقة الشمسيّة لإنارة مدينة “ورزازات” التي تضمّ حوالي مليون شخص. وتقع المحطّة في صحراء مسطّحة تُطِلّ عليها جبال الأطلسي من جهة الشمال. 

وأعلن المشرفون على المشروع أنّه خلال المرحلة الأولى، ستوفّر هذه المحطة الكهرباء لثلاث ساعات بعد حلول الظلام، على أن تصل في المرحلة الأخيرة إلى تأمين الطاقة الكهربائيّة لأكثر من 02 ساعة يوميًّا.

ستغطي “المرايا” المستخدمة مساحة تعادل مساحة 53 ملعب كرة قدم، وقال الخبير الهندسي المشرف على المشروع: “سواء كنت مهندسًا أم لا، فإنّ هذه المحطّة ستصيبك بالذهول”. وأضاف: “إنّ المرايا ستكون من نوع القطع المكافئ “parabola” الموجّهة إلى السماء، وستكون متحرّكة بحيث تستدير لتتبع حركة الشمس خلال اليوم بأكمله”. وقد اعتُمدت المرايا من نوع القطع المكافئ بدلًا من النوع المستوي لأنها تسمح بتجميع أشعة الشمس في نقطة واحدة ممّا يسمح بالاستفادة أكثر ما يمكن من الأشعة الواصلة.

أما توليد الطاقة الكهربائيّة في هذه المحطّة فيعتمد على حرارة الشمس. فعندما تصيب أشعة الشمس الألواح تتخزّن هذه الأشعة على شكل حرارة تُستعمل لتسخين سائل ناقل للحرارة. ثمّ ينتقل هذا الأخير داخل أقنية إلى خزّانات لإذابة الملح الموجود بداخلها، فيحتفظ الملح السائل بحرارته لتشغيل التوربينات التي تعمل بقوّة البخار “turbines thermal” لتحويل الطاقة الميكانيكيّة “mechanical energy” الناتجة عن دوران التوربينات إلى طاقة كهربائيّة “electrical energy” من خلال تشغيل مولّد التيّار الكهربائي “alternator”. فتنتقل الكهرباء عبر خطوط التوتّر العالي “voltage high” الموجودة على أطراف المدينة بعيدًا عن السكان إلى المحوّل الذي يحوّلها إلى توتّر منخفض ” voltage low” فتوزّع عندئذٍ على المنازل عبر الأسلاك الكهربائيّة في داخل المدينة.

عود كبريت!

إنّ من أوّل ما يتعلّمه أفراد الفريق الكشفيّ هو إشعال النيران بالخشب أو بالحجر في رحلات التخييم. وتعتمد هذه الطريقة على توليد شرارة أو حرارة من خلال الاحتكاك، سواء كان احتكاك الحجر بالآخر أو الخشبة بالأخرى. فإذا قمت بضرب حافّة حجر الصوان بأيّ أداة معدنيّة كربونيّة “المعادن السوداء”، تخرج شرارة تتسبّب باشتعال الحشائش والأوراق السريعة الاشتعال. وتخرج شرارة أيضًا إذا ما ضرب الحجر بالحجر ويكون الضرب على مقربة من المواد السريعة الاشتعال.

وقد اعتمد العلماء على هذه الطرق القديمة لتطوير آلات تُشعل النار لاستخدامها في الطهو والإنارة وغيرها. فبناءً على ما تمّ ذكره في المقطع السابق، نحتاج إلى شرارة ومادّة سريعة الاشتعال. ففي العام 1996ر استنتج أحد العلماء الألمان أنّ الفوسفور قابل للاشتعال على حرارة 60 درجة مئويّة فقط عن طريق الاحتكاك. وتمّ استنتاج أنّ الكبريت يساعد على رفع الحرارة. أمّا المادّة السريعة الاشتعال، فظلّت، وبدون منازع، الخشب.

وهكذا تمّ تطوير عود الكبريت وهو عبارة عن عود خشبيّ مغطّى في آخرها بالفوسفور المغلّف بالكبريت. أمّا الاحتكاك فيكون مع جانب العلبة المغطّى بمسحوق الزجاج
“glass powder” والفوسفور. وعند حكّ العودة بجانب العلبة، تتولّد الشرارة وتتفاعل المواد مع بعضها فتشتعل العودة. أمّا في “القدّاحة”، فالشرارة تخرج من خلال الاحتكاك بين أحجار الكوارتز “quartz” الدّائريّة التي تتسبّب بإشعال الغاز الذي في داخلها.

رغوة الطعام تحت مجهر العلوم

ما هو موس “mousse” الشوكولا؟ إنّه رغوة ناتجة عن خفق البيض بشدّة بعد أن يضاف إليه بودرة الشوكولا. هذا هو التفسير العام لأيّ نوع من الموس. فقد بات من المعروف أنّ البيض إذا ما خُفِقَ بشدّة يشكّل رغوة متماسكة، وإذا أردنا الحصول على نكهة معيّنة يمكن إضافة بودرة النكهة إلى المزيج. فعندما نخلط البيض ترتفع حرارة المزيج ممّا يجعل البروتينات الموجودة في بياض البيض تتماسك لتتحوّل من جسم سائل إلى جسم أكثر جمودة لونه أبيض. أمّا الدهون الموجودة في صفار البيض فتمتزج أيضًا مع البياض وتثبت من خلال وجود مادّة الليسيتين “lecithin” في الصفار. ولكن كيف يتمّ هذا الامتزاج علمًا أنّه من المعروف أن الدّهون، مثل صفار البيض، غير قابلة للامتزاج مع السوائل القائمة على الماء
“based liquids – water” ، مثل بياض البيض؟ الحلّ هو إضافة الليسيتين إلى المزيج، فبذلك يمكن للبياض أن يمتزج مع الصفار. فالليسيتين هي مادّة قابلة للامتزاج مع الدهون من طرف وقابلة للامتزاج مع الماء من طرف آخر. وهذا المزيج يُعرف باسم “مُسْتَحْلَب” “emulsion”. وإذا استمرّ الخفق بشدّة، يدخل الهواء إلى المزيج ويُحبس، فتصبح الرغوة جاهزة.

إذًا، السرّ في الحصول على رغوة متماسكة هو في إدخال الهواء وحبسه داخل المستحلب مع وجود مادّة جامعة للدهون والماء كالليسيتين. ولكن ألا يمكن، في حالة موس الشوكولا خاصّةً، إدخال الهواء مباشرة إلى الشوكولا دون استعمال البيض؟ لمحاولة الإجابة على هذا السؤال، دعونا نعيد المحتويات المطلوبة لتحضير الموس. نحتاج إلى سائل دهنيّ وسائل مائيّ ومادّة مستحلبة “emulsifier” وهواء. وإذا نظرنا إلى محتويات قوالب الشوكولا المخصّصة لصنع الحلويات نقرأ التالي: سكّر، عجينة الكاكاو، زبدة الكاكاو، ليسيتين دوّار الشمس، مُستخرَج الفانيلا الطبيعي، آثار حليب. نستنتج إذًا أنّه إذا قمنا بتسخين القالب لتحويله إلى سائل نحصل على سائل دهني وذلك لوجود نسبة عالية من زبدة الكاكاو بالإضافة إلى وجود ليسيتين دوّار الشمس كمادّة مستحلبة. لا ينقصنا إلّا الماء والهواء ليصبح موس الشوكولا جاهزًا. فيكون الجواب على السؤال الذي طرحناه: نعم، يمكن أن نحضّر موس الشوكولا دون بيض وإليكم الطريقة! في المرحلة الأولى، ضع الماء وقالب الشوكولا في وعاء على النار وقم بتحريك الخليط باستمرار. تهدف المرحلة الأولى إلى تحضير المستحلب. في المرحلة الثانية، وبعد الانتهاء من التسخين، ضع الوعاء على لوح من الثلج وتابع الخفق بشدّة. تهدف المرحلة الثانية إلى إدخال الهواء إلى المستحلب من خلال الخفق وتجميده لحبس الهواء من خلال التبريد. تتميّز المرحلة الثانية برؤية فقاعات الهواء. وعندما يصبح المزيج متماسكًا بحيث ترى قعر الوعاء عند كلّ تحريك يمكنك إيقاف الخفق.

في النهاية يمكن تقديم الموس في أكوابٍ صغيرة وتزيينه بالفواكه وتقديمه… هنيئًا مريئًا!█