العلم والمعرفةفيزياءمنوعات تعليمية

هل يجب ترك كوب القهوة أو امساكه بيديك للحافظ عليه دافئًا لأطول فترة ممكنة؟

لا يوجد شيء ألذ في فصل الشتاء غير الاستمتاع كوب من الكوب أو المشروبات الساخنة. ولكن هل تسائلت من قبل عن كيفية الحفاظ الكوب ساخن لأطول فترة ممكنة. للإجابة على هذا السؤال يجب أولّا معرفة كيف يحدث انتقال للحرارة بين الأجسام المختلفة. 

الديناميكا الحرارية هي فرع من فروع الفيزياء يدرس تفاعل الطاقة الحرارية مع المادة المحيطة. الشعور بالحرارة أو البرودة هو مقياس للطاقة الحركية (الطاقة الناتجة عن الحركة) للجزيئات المكونة لهذا الجسم. حيث تمتلك جزيئات الجسم الساخن طاقة حركية أكبر من الجسم بارد.

عندما يتلامس جسمان عند درجات حرارة مختلفة مع بعضهما البعض، يحدث ما يلي:

  • الجسم ذو درجة حرارة أعلى يفقد الحرارة بينما يكتسب الجسم عند درجة حرارة المنخفضة حرارة.
  • كما يحدث تدفق للحرارة من الجسم الأعلى حرارة إلى الجسم الأقل حرارة. وعندما يصل الجسمين إلى نفس درجة الحرارة يتوقف التدفق وتسمى هذه الحالة “التوازن الحراري”. 

كيف يحدث انتقال الحرارة؟

توجد 3 طرق لانتقال الحرارة من جسم (الكوب) إلى آخر، هي: 

  • التوصيل: هو انتقال الحرارة عبر ارتطام جزيئات مادتين مختلفتين حراريا في نقطة التماس دون اختلاط. ويحدث التوصيل عندما يتصل جسمين بدرجات حرارة مختلفة، وتنتقل الحرارة من الجسم الأبرد إلى الجسم الأدفئ حتى تتساوى درجات الحرارة بين الجسمين. على سبيل المثال: الشعور بالحرارة عند مسك الأشياء الساخنة.
  • الحمل الحراري: هو تدفق الطاقة من سائل إلى سطح بسبب حركة السائل بكميات كبيرة على طول السطح. ويحدث انتقال الحرارة من السائل إلى السطح، على سبيل المثال، الحرارة المحسوسة على راحة يدك بجانب كوب القهوة الساخن.
  • الإشعاع: هو تدفق الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية بدون وجود وسط مادي. على عكس التوصيل والحمل الحراري.
كوب القهوة

اقرأ أيضًا:

ماذا تفعل للحفاظ على الكوب دافئ؟

بالنسبة لكوب القهوة فإنه يفقد الحرارة من خلال الآليات الثلاث لانتقال الحرارة.

الحالة الأولى: امساك الكوب باليدين

في هذه الحالة، ستجد أن كوب القهوة يشيع الحرارة إلى المناطق المحيطة به من خلال ألية الإشعاع. كما يشع السطح السفلي للكوب الحرارة إلى المناطق المحيطة من خلال ألية الإشعاع أما بالنسبة لجوانب الكوب فإنها تنقل الحرارة إلى الكفين من خلال ألية التوصيل. 

الحالة الثانية: ترك الكوب على الطاولة

في هذه الحالة، ستجد أن كوب القهوة يشيع الحرارة إلى المناطق المحيطة به من خلال ألية الإشعاع. بينما يفقد السطح السفلي الحرارة من خلال التوصيل إلى الطاولة، أما بالنسبة لجوانب الكوب فإنها تنقل الحرارة إلى المناطق المحيطه به من خلال ألية الإشعاع. 

وعندما تبقى جميع المتغيرات دون وجود أي تغيير، فإن الإشعاع سيكون أسرع طريقة لنقل الحرارة، حيث يحدث بسرعة تساوي سرعة الضوء.

وبمقالة الحالة الأولى والحالة الثانية، ستجد أن في الحالة الثانية يفقد كوب القهوة الحرارة بصورة أسرع من الحالة الأولى.

ولذلك، للحفاظ على الكوب دافئًا أطول فترة ممكنة يجب مسك الكوب بين يديك. كما يمكن الاحتفاظ بالمشروب دافئ لفترة أطول إذا قمت بتغطية الكوب من الأعلى لتقليل فقد التوصيل. 

المصدر

Mai Hesham

ماجستير في الكيمياء غير العضوية، ودبلوم التغذية العلاجية، مهتمة بالفلك والفضاء.

مقالات ذات صلة

Subscribe
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
Inline Feedbacks
View all comments
زر الذهاب إلى الأعلى