آیا می توانیم در یک ظرف بطور همزمان آب جوش، یخ و آب دمای اتاق داشته باشیم؟
در نگاه اول جمله متناقض به نظر می رسد، چگونه می توانیم آب جوش را در کنار یخ داشته باشیم؟ این دو به سرعت هم دما شده و باعث می شود یخ ذوب شود یا دمای آب جوش کاهش یابد.
بیایید قبل از بررسی جواب یک پدیده روزمره را مطالعه کنیم:
آیا تا به حال توجه کرده اید کتری چگونه آب را به جوش می آورد؟ گرما از اجاق به انتهای کتری منتقل شده و بدنه کتری گرم می شود، این گرما به آب کف ظرف منتقل شده و آب گرم می شود. با گرم شدن آب جنبش مولکول ها افزایش یافته و فضای بیشتری برای مولکول ها نیاز است لذا با افزایش دما حجم آب افزایش می یابد، این انبساط آب باعث کاهش چگالی آب گرم می شود اما آب سرد نسبت به آب گرم چگال تر است و جای آب گرم و سرد در کتری عوض می شود. این چرخه جابه جایی آب که جریان همرفت نام دارد به قدری ادامه می یابد تا تمام آب گرم شده و به جوش آید.
تصور کنید همین آزمایش را تکرار کنیم اما این بار از پایین به کتری گرما ندهیم؛ بلکه از بالا به آن گرما دهیم. به نظر شما چه اتفاقی می افتد؟
درست متوجه شدید، دیگر جریان همرفتی رخ نمی دهد. در این صورت آب بالای کتری به جوش می آید و پایین آن دارای آب سرد خواهد بود. با جلوگیری از پدیده همرفت بطور همزمان آب سرد و گرم خواهیم داشت پس می توانیم یخ و آب جوش را نیز در یک ظرف داشته باشیم. فقط به یک نکته توجه کنید که چون چگالی یخ از آب کمتر است، برای اینکه یخ به سمت بالای ظرف حرکت نکند و پایین بماند باید به نوعی آن را نگه داشته و مانع حرکتش شویم.
وارد آزمایش شده و کیلیپ را مشاهده کنید. ببینید چگونه آب جوش، یخ و آب دمای اتاق را در یک ظرف کنار هم قرار می دهیم.
پس از مشاهده آزمایش سعی کنید به این سوال جواب دهید:
آیا گرما از بخش بالایی ظرف نمی تواند به واسطه رسانش به بخش پایین ظرف منتقل شود و یخ را ذوب کند؟ پاسخ خود را در بخش "پرسش و پاسخ" ارسال کنید.
- درک پدیده همرفت
- مروری بر مفهوم چگالی
- آشنایی با روش های انتقال گرما
- آزمایش جلوگیری از جریان همرفت
- بررسی چگالی آب و یخ و چگالی آب گرم و سرد
- مشاهده سازش آب جوش، یخ و آب معمولی در کنار هم
