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...
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...