الفيزياء والسباحة - ساينسوفيليا
الفيزياء والسباحة
بقلم / إنچي سيد عبد العواض
مراجعة د/دينا فراج
إذا كنت شخص رياضي وتفضل السباحة بالأخص بالتأكيد شعرت بالبرودة للوهلة الأولى عند نزول المسبح؟ هل هناك تفسير فيزيائياً أو علمياً لتلك الظاهرة ؟ وكيف يتم ذلك؟
التفسير الفيزيائي لتلك الظاهرة يسمي بالتوصيل الحراري(انتقال الحرارة من الوسط الساخن إلى الوسط البارد).
يشير التوصيل الحراري إلى القدرة الذاتية للمادة على توصيل الحرارة , وهي إحدى الطرق الثلاث لنقل الحرارة ( و هما التوصيل الحراري والنقل الحراري والإشعاع )…….يتم تعريفه أيضًا على أنه مقدارالحرارة لكل وحدة زمنية لكل وحدة مساحة يمكن مرورها من خلال لوحة سمكها الوحدة.
التوصيلية الحرارية يمكنها أن تحدث في جميع أنواع المواد (صلبة - سائلة - غازية) لكن في المواد الغازية والسائلة تكون انتقال الطاقة الحرارية خليط بين التوصيل الحراري والنقل الحراري، أما في حالة المواد الصلبة تكون دائماً بواسطة التوصيل الحراري وذلك لأن حركة الجزيئات بها تكون مقيدة.
تحدث التوصيلية الحرارية من خلال التهيج أوالتلامس الجزيئي ، ولا تسبب أي حركة للكتلة الصلبة نفسها, بل تتحرك الحرارة على طول التدرج الحراري ، من منطقة ذات درجة حرارة عالية وطاقة جزيئية عالية إلى منطقة ذات درجة حرارة منخفضة وطاقة جزيئية أقل.
سيستمر هذا النقل حتى يتم الوصول إلى التوازن الحراري.
يعتمد معدل انتقال الحرارة على حجم التدرج الحراري ، الخصائص الحرارية للمادة.
يمكن زيادة التوصيلية الحرارية من خلال ما يلي
- كتلة ذرية منخفضة.
- ترابط قوي بين الذرات .
- التركيب البلوري للمادة بسيط.
و إليك بعض الأمثلة من حياتنا اليومية :-
- يذوب مكعب ثلج فى يدك لأن الحرارة من يدك تنتقل إلى الجليد مما يؤدي إلى ذوبانه
- صب الشاي الساخن في الكوب سيجعل الكوب دافئًا أيضًا بسبب انتقال الحرارة من الشاي إلى الكوب.
- يعتبر نقل الحرارة من المكواة إلى القميص أثناء الضغط مثالاً جيدًا أيضًا.
- عندما يتم تشغيل الموقد ، فإنه يجعل المقلاة ساخنة لطهي الطعام.
- عندما يمشي الشخص حافي القدمين على رمال ساخنة في يوم مشمس ، يصبح قدماه حاره. لأن الحرارة تنتقل من الرمال إلى أقدامه.
- الزئبق المستخدم في الترمومتر لكشف درجة حرارة الجسم يعمل على مبدأ التوصيل الحراري
التعليقات على الموضوع