شکلاتِ ضد حرارت

هم‌نشینی با علم > یک تجربه > شکلاتِ ضد حرارت

تاریخ انتشار: ۱۹ اسفند ۱۳۹۹

problem

عرق کردن در هوای گرم تابستان چه فایده‌ای برای بدن ما دارد؟ چرا وقتی از استخر یا حمام بیرون می‌آییم و بدنمان هنوز خیس است احساس سرما می‌کنیم؟ آزمایشی ساده با دو شکلات انجام دهید و با خنک‌کننده‌های تبخیری آشنا شوید.

دست به کار شوید!

۱

این وسایل را آماده کنید:

  • دو عدد شکلات کاکائوییِ کوچک با بسته‌بندی
  • دو تکه حوله کاغذی
  • کمی آب
  • چسب نواری
  • یک لیوان شیشه‌ای (هر چه سنگین‌تر بهتر!)
  • سشوار

۲

روی یکی از حوله کاغذی‌ها آب بپاشید تا مرطوب شود، اما نه آنقدر زیاد که آب از آن چکه کند.

حوله کاغذی مرطوب را محکم دور یکی از شکلات‌ها بپیچید. حوله کاغذی خشک را هم محکم دور شکلات دیگر بپیچید و برای اینکه باز نشود از یک تکه چسب استفاده کنید.

۳

شکلات‌ها را در کنار هم روی سطحی مقاوم به گرما بگذارید و لیوان شیشه‌ای را وارونه روی لبه دستمال‌ها قرار دهید تا سرجایشان بمانند و با باد سشوار تکان نخورند.

۴

سشوار را در فاصله ۲۰ سانتی‌متری بالای شکلات‌های پیچیده‌شده در دستمال نگه دارید و به مدت سه تا پنج دقیقه آن را با شدت زیاد و باد گرم روشن کنید.

۵

بعد از پنج دقیقه بسته‌بندی شکلات‌ها را باز کنید. چه می‌بینید؟ چرا شکلاتی که در دستمال مرطوب بود ذوب نشده است؟

اگر شکلات‌های پیچیده در دستمال را پشت پنجره در برابر نور خورشید بگذارید چه می‌شود؟

اگر باد نوزد، باز هم شکلاتی که در دستمال مرطوب است، از ذوب شدن در امان می‌ماند؟

چطور اتفاق افتاد؟

در روزهای گرمِ تابستان که بدنمان شروع به عرق کردن می‌کند حس خوبی نداریم، اما در واقع عرق کردن به خنک شدنِ بدنمان کمک می‌کند و اگر عرق نکنیم ممکن است با بالا رفتن بیش از اندازه‌ی دمای بدن، اتفاقات بسیار بدتری بیافتد. بخش زیادی از عرقِ بدن را آب تشکیل می‌دهد و وقتی که این آب در گرمای تابستان از روی پوست تبخیر می‌شود، دمای بدن پایین می‌آید.

تبخیر چیست و چطور دما را پایین می‌آورد؟ تبدیل شدنِ مایع به گاز را تبخیر می‌نامند (در این آزمایش بخار آب که تشکیل می‌شود یک گاز است). تبخیر فرایندی گرماگیر است، یعنی آبِ مایع باید از اطرافش گرما (انرژی) جذب کند تا مولکول‌های آن از هم دور شوند و به گاز تبدیل شود. گرمای جذب‌شده صرفِ شکستن جاذبه‌ای می‌شود که مولکول‌های آب را در حالت مایع کنار هم نگه داشته است. پس آب از بدن گرما جذب می‌کند و تبخیر می‌شود، در نتیجه دمای بدن را پایین می‌آورد. به همین دلیل است که اگر صورتتان را آب بزنید یا با بدنِ خیس از استخر یا حمام بیرون بیایید، احساس سرما می‌کنید. در این آزمایش هم گرمای سشوار آبِ دستمال مرطوب را تبخیر می‌کند و دما را پایین می‌آورد و شکلات از ذوب شدن در امان می‌ماند.

 

آیا تبخیر به تنهایی برای خنک شدن کافی است؟ اگر اینطور باشد، چرا اگر در تابستان که عرق می‌کنید بادی نوزد، چندان احساس خنک شدن نمی‌کنید؟ وقتی آب از جسمی تبخیر می‌شود، هوای اطرافِ آن مرطوب می‌شود و این رطوبت ادامه‌ی تبخیر را کُند می‌کند، زیرا وقتی مقدار زیادی بخار آب در هوا وجود داشته باشد، هوا دیگر جایی برای بخار آبِ بیشتر ندارد، اما اگر یک پنکه یا بادبزن بخار آب را دور کند، تبخیر با سرعت زیاد ادامه می‌یابد و بدن خنک می‌شود. در آزمایشی که انجام دادید سشوار هم آبِ دستمال مرطوب را تبخیر می‌کند و هم بخار آبِ حاصل از تبخیر را از اطرافِ شکلات دور می‌کند تا تبخیر با سرعت ادامه پیدا کند و شکلات ذوب نشود.

جالب است بدانید…

انسان‌ها از گذشته‌های دور به‌تجربه با گرماگیر بودنِ تبخیر آشنا شده بودند و برای رفاه بیشتر در زندگی از آن استفاده می‌کردند. مثلاً آب را در کوزه‌های سفالی نگه می‌داشتند تا خنک بماند. در بدنه کوزه‎های سفالی حفره‌های ریزی وجود دارد که آب از میان آنها به سطح خارجی کوزه نفوذ می‌کند و با گرفتن گرما از آبِ درون کوزه تبخیر می‌شود. دمای آب داخل این کوزه‌ها در همه فصل‌های سال مطبوع و مناسبِ آن فصل است. از کوزه‌های سفالی هنوز هم در بسیاری از مناطق استفاده می‌شود.

کوزه سفالی قدیمی که در یکی از روستاهای شهرستان طارم کشف شده است. (منبع: ایسنا)

 

خنک‌کننده‌های تبخیری از گرماگیر بودنِ تبخیر برای ایجاد سرما کمک می‌گیرند و کاربردهای مختلفی مثل کولرهای آبی دارند. در کولرهای آبی، آب روی تراشه‌های چوب (پوشال‌) جاری می‌شود و از روی این تراشه‌های ریز تبخیر می‌شود تا هوایی که از میان آنها جریان دارد خنک شود. این هوای خنک وارد خانه می‌شود و هوای داخل خانه را از پنجره‌ها به بیرون می‌راند. به همین دلیل وقتی کولر آبی روشن است معمولاً باید لای در یا پنجره را کمی باز بگذارید تا هوا جریان داشته باشد.

 

در گذشته در استان‌های گرم جنوب کشورمان هم شاخ و برگ‌های مرطوب را در مسیر بادی قرار می‌دادند که از پنجره‌ها وارد خانه می‌شد و با این کار بدون مصرف کردن برق، کولر آبی می‌ساختند.

مطالب مرتبط