المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : في غرفة الساونا ... سكب المتفيزق الماء على الموقد ليخفف الحرارة...فازداد الأمر سوءا



المتفيزق
05-11-2009, 12:38 AM
هذه المشاركة أهديها لطلاب الديناميكا الحرارية بشكل خاص...
إنها تتحدث عن اكتساب الحرارة وتغير المادة من طور إلى طور ... اخترت هنا أن أوضح هذا الموضوع من خلال فكرة الساونا ... نعم الساونا ... تدخلها فتحس أن مخك يوشك أن يقفز من أم رأسك ... ويتصبب جسمك عرقاً كأن خلاياك أصبحت معصرات تمطر... ثم تسكب شيئاً من الماء على السخانات أو على الحجارة الملتهبة فيعبق المكان بالبخار المشبع بقطرات من زيت البابونج أو النعناع ... لكني لاحظت شيئاً ... إن الغرفة تنقلب جحيماً عندما يتصعد (يتصاعد) البخار في الغرفة حتى إنني أشعر أن رأسي مرجل يغلي فيه دماغي ... بل إنني أشعر بلسع في الجلد فضلاً عن تقاطر الماء من جسدي أنهاراً ...
أما العرق الكثيف فأول مسبباته الرطوبة العالية وتشبع الغرفة ببخار الماء المتصاعد ... ولذلك يسيل العرق ... هذا كلام لا بأس به ... لكن ما بال الجو يبدو أكثر سخونة عندما نضع الماء على الأحجار والمواقد؟؟؟ وما تفسير هذه اللسعات التي أحسست بها على الجلد؟؟؟
دعنا نحسب هذه الحسبة اللطيفة...
إن الماء عندما يصب على الماء يسخن ويكتسب حرارة تجعل درجة حرارته تصل إلى مائة درجة مئوية ثم يكتسب الحرارة الكامنة للتبخر (أو التصعيد). فإذا كان الماء في درجة حرارة 50 مئوي (باعتبار أنه سخن في الغرفة الحارة) فإنه يحتاج من الطاقة ما مقداره:
mc(T2-T1) = 1x 4200 x 50 = 210000J
طيب لكي يتحول الماء إلى بخار فإنه يحتاج الحرارة الكامنة وهي نحو 22000 جول لكل كيلو جرام من الماء.
أي أن كمية الحرارة التي يحتاجها 1كجم من الماء في درجة حرارة 50 مئوي ليتحول كليا إلى بخار تعادل حوالي 230000جول... وهي بالمناسبة تعادل تقريبا الشغل المبذول في رفع جسم كتلته طن (1000كيلوجرام) للدور الثامن من عمارة عالية...مخيف أليس كذلك؟؟؟
والآن ما الذي يحصل ؟؟؟ ينتشر هذا البخار في الجو حتى يلاقيك ويلمس جلدك ... ولكن جلدك بارد نسبيا ... حتى لو كانت درجة حرارته 60 مئوي فهو بالنسبة لبخار في درجة مائة (على الأقل) يعتبر باردا ... وبذلك سوف يمتص الطاقة من البخار الذي سرعان ما يتقاطر ويصبح ماء في درجة حرارة 60 مئوي يعني سيفقد هذا الماء الحرارة التي اكتسبها ليتبخر ثم يفقد حرارة تجعله يبرد حتى يصبح في درجة حرارة جلدك ... إن الحرارة التي يفقدها الكيلوجرام من الماء تقارب 200000جول إلا قليلا... وعليه فإن جلدك لو تعرض فقط إلى 2 في المائة من هذه الطاقة فإنك إذن تكتسب 4000 جولا ... وهي تكافئ ما لو حملت 40 كيلو جرام لترفعها إلى الدور الثالث أو يزيد قليلا...
وطبعا حضرتك مستمر في رش الماء كل فترة فكأنما تعاود الكرة من جديد لترفع هذا الجسم الكبير إلى الدور الثالث ...تخيل نفسك إذن في يوم شديد الرطوبة وقد ارتفعت درجة حرارته حتى أصبحت 60 درجة مثلا وأنت جالس في الشمس ثم تضطر لرفع هذا الحمل إلى الدور الثالث ... وتعيد هذه العملية مرة بعد مرة...أتراك ستتعب ؟؟؟ هل ستحس أنك تعرقت؟؟؟ ادخل الساونا وأجبني...

HazemSakeek
05-11-2009, 02:47 PM
رائع جدا اخي الدكتور مازن على هذا الشرح والتوضيح الفيزيائي لما يحدث بالضبط في الساونا

الا ان هذا هو المطلوب زيادة الرطوبة ورفع درجة الحرارة

ولكن خطر على بالي سؤال هل رش الماء على الفرن سوف يجعل الفرن يستهلك طاقة كهربية اكثر


بارك الله فيك وقد احتفظت بهذا الموضوع لنشره في العدد السابع من مجلة الفيزياء العصرية

تحياتي

المتفيزق
05-13-2009, 12:18 AM
كل التحيات لأخينا العزيز د. حازم ...
يعني هذا الأمر هو محاولة مني لكي أحاول ان أرى الأشياء بالمنظار الفيزيائي ... حتى لو كان في التفسير قصور أحيانا ... بمعنى أنه ربما لا يحيط المرء بجميع ظروف المسألة ولذلك يخطئ بشكل أو بآخر ... إلا أنها تظل محاولات لتفيسر وفهم الواقع من حولك...
وبالمناسبة فإن قصة رفع الثقل للدور الثالث أو غيره مسألة فيها شيء من التقريب ...ذلك لأن الرفع يهمل الشغل المبذول بواسطة الرجل في رفع نفسه في الواقع ... ولذا فاالأولى أن يكون التصويب أن الرجل (النحيف ) يرفع نفسه يعني يصعد إلى الدور الثالث مرات عديدة ... أو ربما نقول : يرفع الثقل للدور الثالث ونقصد بها أن يرفعه عن طريق بكرة مثلا...
طبعا أنا أشكر لحضرتكم تفضلكم بأخذ نسخة لمجلة الفيزياء العصرية ... ومن هنا أردت أن أصحح مفهوما قد يتم الخلط فيه ... ويظل الاعتراف بالقصور أفضل من الإصرار عليه...

أما بالنسبة لمسألة الطاقة المستهلكة عند رش الماء على السخان فهذا أمر طبيعي إذا افترضنا أن الماء ينساب جزء منه إلى الثرموستات أو منظم الحرارة والذي يبرد (ولو ظاهريا مع الماء) فيشعل السخان من جديد (أقصد يعيد تشغيله ) ...وبذلك نستهلك طاقة جديدة.
إلا أن الثرموستات في العادة يكون في الطبقات العليا من الغرفة (أو ببساطة ليس في جسم السخان الكهربي) ولذلك يصعب فيما أظن أن يكون لهذا الأمر التأثير السريع على السخان وإعادة تشغيله خاصة إذا طبقنا نفس المبدأ وقلنا إن بعضا من البخار سوف يلتصق بجسم الثيرموستات ويعطيه درجة حرارة زائدة تمنعه في الواقع من إغلاق الدائرة الكهربية ...
ومع مرور الزمن تفقد الغرفة شيئا من الحرارة بسبب عوامل عدة ... ولذا يبدأ السخان في العمل من جديد لإعادة الأمور إلى نصابها ولكي يجبرنا بعد ربع أو ثلث ساعة على الهروب من الغرفة ...
كل التحيات يا صديقي...

نواف الزويمل
05-13-2009, 07:58 AM
تفسير علمي جميل لظواهر حياتية

مافهمته بان السخان هو من يبذل 22000 جول حسب كلامك



طيب لكي يتحول الماء إلى بخار فإنه يحتاج الحرارة الكامنة وهي نحو 22000 جول لكل كيلو جرام من الماء.
أي أن كمية الحرارة التي يحتاجها 1كجم من الماء في درجة حرارة 50 مئوي ليتحول كليا إلى بخار تعادل حوالي 230000جول... وهي بالمناسبة تعادل تقريبا الشغل المبذول في رفع جسم كتلته طن (1000كيلوجرام) للدور الثامن من عمارة عالية...مخيف أليس كذلك؟؟؟



ولاكن هل كيف تبذل أجسامنا مثل هذا الشغل لتكثيف البخار

قد لم أفهم تفسيرك جيداً

\
\
\

المتفيزق
05-13-2009, 07:21 PM
والله يا نواف ما ني فاهم شي من كلامك...
أنا أيضا قد لم فهموا عند كلم حضراتك في سابق مارة عندما تقول الأجسام تتكيف البخار المكثف...ههههههههه

عذرا ... إنما أردت الممازحة على خلفية الخطأ المطبعي ... (يستطيع المراقب سحبها إن كان فيها أكثر من المزح!!!)
على كل حال ... السخان بالفعل يبذل شغلا رهيبا لأن قدرته في تقديري قد تصل إلى عشرة كيلو وات ... يعني يستطيع أن يبذل عشرة آلاف جول في الثانية الواحدة وهذا أمر ليس هينا... لكن الماء يمتص يا صديقي نحوا من الطاقة المنبعثة خلال ربع دقيقة مثلا من التشغيل والباقي يظل يسخن الجو المحيط...
هذه الطاقة يا صديقي هي التي يفقد الماء بعضها على جلدك بالإضافة إلى كمية الحرارة المنبعثة في جو الغرفة...
هل هذا ما أردت السؤال عنه يا صديق؟؟؟

HazemSakeek
05-15-2009, 12:37 AM
بارك الله فيك اخي الفاضل الدكتور مازن على التوضيح الدقيق للامور

تقبل تحياتي

المتفيزق
05-15-2009, 02:02 PM
أشكر زميلي الدكتور حازم وأخي الكريم نواف الزويمل على المرور والتعليق ...

المتفيزق
05-17-2009, 01:05 PM
د. حازم ... بات من الضروري أن نتريث في إضافة الموضوع للمجلة لسبب علمي أو بالأحرى لخطأ علمي غير مقصود ...
الأمر ببساطة أنني أخطأت في كتابة الحرارة الكامنة للتصعيد واعتبرتها 220000جول للكيلوجرام والحقيقة أنها 2200000 جول (مليونان ومائتا ألف جول) ولذا فإن هناك تصحيحا أو تغييرا في المشاركة كالتالي:

إن الماء عندما يصب على الماء يسخن ويكتسب حرارة تجعل درجة حرارته تصل إلى مائة درجة مئوية ثم يكتسب الحرارة الكامنة للتبخر (أو التصعيد). فإذا كان الماء في درجة حرارة 50 مئوي (باعتبار أنه سخن في الغرفة الحارة) فإنه يحتاج من الطاقة ما مقداره:
mc(T2-T1) = 1x 4200 x 50 = 210000J
طيب لكي يتحول الماء إلى بخار فإنه يحتاج الحرارة الكامنة وهي نحو 2200000 جول لكل كيلو جرام من الماء.
أي أن كمية الحرارة التي يحتاجها 1كجم من الماء في درجة حرارة 50 مئوي ليتحول كليا إلى بخار تعادل حوالي 2500000جول... وهي بالمناسبة تعادل تقريبا الشغل المبذول في رفع جسم كتلته 10طن (1000كيلوجرام) للدور الثامن في عمارة عالية...مخيف أليس كذلك؟؟؟
هذه كمية ضخمة جدا من الحرارة ولذا سنقتصر على رش 100سم مكعب من الماء يعني عشر كيلو جرام وبذلك تحتاج إلى حوالي 250000جول من الحرارة.
والآن ما الذي يحصل ؟؟؟ ينتشر هذا البخار في الجو حتى يلاقيك ويلمس جلدك ... ولكن جلدك بارد نسبيا ... حتى لو كانت درجة حرارته 60 مئوي فهو بالنسبة لبخار في درجة مائة (على الأقل) يعتبر باردا ... وبذلك سوف يمتص الطاقة من البخار الذي سرعان ما يتقاطر ويصبح ماء في درجة حرارة 60 مئوي يعني سيفقد هذا الماء الحرارة التي اكتسبها ليتبخر ثم يفقد حرارة تجعله يبرد حتى يصبح في درجة حرارة جلدك ... إن الحرارة التي تفقدها هذه الكمية من الماء تزيد على 200000جول ... وعليه فإن جلدك لو تعرض فقط إلى 2 في المائة من هذه الطاقة فإنك إذن تكتسب 4000 جولا ... وهي تكافئ ما لو أخذت كيسا من الإسمنت (50 كيلوجراما) لترفعها بالبكرة إلى الدور الثلث تقريبا ...)


وعذرا على الخطأغير المقصود... وأرجو من المشرفين أن يغيروا المشاركة بناء على هذا التصحيح أو أن يلغوها من أصلها ...
والسلام

المتفيزق
06-01-2009, 01:31 AM
هناك نقطة جميلة يمكن النظر إليها في هذا الموضوع ... إنها تتحدث عن تيارات الحمل القسرية ...وهذا ما يعلمه من درس الحرارة والديناميكا الحرارية عند التعرض لموضوع انتقال الحرارة بالتوصيل والحمل والإشعاع حيث درسوا أن تيارات الحمل منها الطبيعي ومنها القسري الذي يجبر فيه المائع على الحركة فتتجانس درجة حرارته بشكل أسرع...
هب أنك عندما أحسست بالتعرق في وجهك وشدة الحرارة حاولت أن تلطف الجو من حولك فجعلت من كفيك مراوح تحركهما أما وجهك من أجل أن تلطف هذا السعير الذي يجتاحك ... وأنت إذ تفعل ذلك تسير على ما جرت عليه العادة من التحريك بمروحة أو نحوها من أجل الشعور بهواء جديد ... لطيف ... منعش ...
تلوح بوجهك فتجد أن الهواء صار يلفح وجهك ساخنا مما زاد الطين بلة ... وتوهج وجهك أكثر فأكثر ... ما السبب يا ترى؟؟؟ إنها تيارات الحمل القسرية... فإن الهواء الذي لامس وجهك فقد حرارة وأصبح قريبا في النهاية من درجة حرارة جسمك ... صحيح أنك تتعرض للحرارة وقد زادت درجة حرارة جسمك (ووجهك) شيئا ما لكن الهواء المحيط لا يزال أكثر سخونة ... ولذا فإن حركة الكفين تعمل على توليد تيارات دوامية قسرية (يعني يتحرك الهواء رغما عنه بسبب التلويح) وبذلك يأتي تيار الهواء الساخن ليطرد الهواء الملامس لوجهك ويحل محله هواء جديد أكثر سخونة (يعني لم يفقد البخار المحمول معه حرارته ...) وهذا ما يجعل الأمر أكثر سوءا...
أرأيت ؟؟؟ إن في الساونا لعجبا!!!