معدن بارد


معدن بارد

قد يكون المعدن «البارد» والخشب «الدافئ» بدرجة الحرارة نفسها.

 

يدك ليست دائمًا مقياس حرارة جيدًا. فعندما تلمس مجموعة متنوعة من المواد، سيبدو بعضها أكثر دفئًا أو برودة من غيرها، حتى عندما تكون درجة حرارتها متطابقة.

 

الأدوات والخامات

 

  • مواد مختلفة (معدن، وخشب، وستايروفوم، وزجاج، وبلاستيك، وكرتون، وأي شيء آخر يخطر على البال) بسطح مستوِ أكبر من حجم يدك.
  • مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء (يعمل النوع غير المكلف بشكل جيد).

التجميع

لا حاجة لذلك. تأكد من أن لديك عديد من الأسطح المختلفة، وأنها كبيرة بما يكفي بحيث يمكنك لمسها بسهولة. اترك الأسطح لمدة ساعة تقريبًا حتى تصل درجة حرارة جميع المواد إلى درجة حرارة الغرفة قبل أن تبدأ.


 

ماذا تفعل وماذا تلاحظ؟

ضع راحتي يديك بشكل مسطح على الأسطح المختلفة وقارن بين شعورك ببرودتها. رتب المواد من الباردة إلى الدافئة. ثم استخدم مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس كل سطح. لاحظ أن جميع المواد بدرجة الحرارة نفسها.

ملحوظة: سوف ترتفع درجة حرارة المواد إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة بعد عدة مرات من لمسها. يجب ترك الأسطح لتبرد بضع لحظات بعد دور كل شخص. قد يكون من المفيد استخدام عدة عينات معدنية. أثناء استخدامك عينة، يكون لدى العينات الأخرى وقت لتبرد مرة أخرى إلى درجة حرارة الغرفة.


 

ما الذي يحدث؟

تكتشف النهايات العصبية الحساسة لدرجة الحرارة في جلدك الفرق بين درجة حرارة الجسم الداخلية ودرجة حرارة الجلد الخارجية. عندما يبرد جلدك، تخبرك أعصابك الحساسة لدرجة الحرارة أن الجسم الذي تلمسه بارد. فيجب أن يكون الجسم الذي تشعر بأنه بارد أبرد من يدك، ويجب أن يزيل حرارة جسمك حتى يبرد جلدك.

الستايروفوم (أو الرغوة البلاستيكية) والمعدن مادتان تعملان بشكل جيد في هذا النشاط. كلاهما يبدأ في درجة حرارة الغرفة وكلاهما أبرد من يدك. ولا يعطيان إحساسًا بالبرد بالقدر نفسه لأنهما يزيلان حرارة يدك بمعدلات مختلفة.

الستايروفوم عازل –موصل رديء جدًّا للحرارة. عندما تلمس يدك الستايروفوم، تتدفق الحرارة من يدك إلى الستايروفوم وتسخن سطح الستايروفوم. نظرًا إلى أن هذه الحرارة لا تنتقل بعيدًا بسرعة، فإن سطح الستايروفوم سرعان ما يصبح دافئًا مثل يدك؛ لذا فإن قليلًا من الحرارة الإضافية تترك يدك أو لا تتركها أي حرارة إضافية على الإطلاق. لا يوجد فرق في درجة الحرارة بين داخل جسمك وخارج جلدك، لذلك لا تكتشف الأعصاب الحساسة لدرجة الحرارة أي اختلاف في درجة الحرارة. فتشعر بأن الستايروفوم دافئ.

بالمقابل، يعد المعدن موصلًا جيدًا للحرارة؛ فهو يحمل الحرارة بعيدًا بسرعة. تتدفق الحرارة من يدك إلى المعدن ثم تنتقل بسرعة بعيدًا إلى الجزء الأكبر من المعدن، مما يترك السطح المعدني وسطح جلدك باردًا نسبيًّا. لهذا السبب تشعر بأن المعدن بارد.


 

المضي قدمًا

ربما تكون قد اختبرت هذا مرات عدة دون التفكير في الأمر كثيرًا. تجول حافي القدمين في منزلك ولاحظ كيف تشعر بدفء الأسطح المختلفة أو برودتها، حتى لو كانت جميعها في درجة حرارة الغرفة. على سبيل المثال، ضع قدمًا عارية على سجادة أو أرضية خشبية والأخرى على أرضية بلاط حمامك لتشعر بالفرق.


 

Exploratorium, 2022 

by the Exploratorium 2022 ©