Być może zauważyłeś, że jeśli zostawisz ciepłe mleko na stole, po chwili będzie ciepłe. Z drugiej strony, jeśli zostawisz szklankę zimnej sody na odpoczynek, będzie gorąco, prawda?! Dlaczego to się dzieje? Dlaczego zimne rzeczy stają się gorące, a gorące stają się zimne?
Dobrze, zmiany temperatury, upał i zimno są zjawiskami naszej codzienności badanymi przez naukę znaną jako Termodynamika. Słowo to pochodzi z języka greckiego i jeśli je podzielimy, otrzymamy:
Semestr znaczy "ciepło"
dynamikaznaczy "ruch"
Tak więc, po prostu, termodynamika bada „ruch ciepła”.
Mleko i napoje gazowane są produkowane z molekuły, które są małymi cząstkami. Jak pokazano na poniższym rysunku, cząsteczki te nieustannie się poruszają, przechodząc z jednej strony na drugą. Przedstawione poniżej poruszające się cząsteczki to cząsteczki wody:
Cząsteczki wody w ruchu
Jeśli są zimne, oznacza to, że mają niską energię i dlatego poruszają się bardzo wolno.Jeśli jednak te cząsteczki nabiorą energii, staną się gorące, to znaczy o wyższej temperaturze, i zaczną się bardzo szybko poruszać.
Powietrze wokół nas również składa się z cząsteczek, takich jak cząsteczki azotu (N2) i gazowy tlen (O2).
Powietrze wokół kubka, para cieczy i ciecz wewnątrz kubka składają się z cząsteczek będących w ciągłym ruchu.
Więc co się dzieje, to molekuły w cieczy wchodzą w kontakt z molekułami w powietrzu. Kiedy te cząsteczki zderzają się (uderzają w siebie), te, które są szybsze (gorąca ciecz) tracą energię i zaczynają poruszać się wolniej, podczas gdy cząsteczki, które były powolne, zyskują energię i stają się szybsze.
Energia jest przekazywana z gorącej cieczy do powietrza.Jeśli ciecz jest zimna, taka jak zimny czynnik chłodniczy, nastąpi odwrotny proces, energia zostanie przeniesiona z powietrza do zimnej cieczy. Procesy te są znane jako wymiany ciepła.
Ciepło jest formą energii, zwaną energią cieplną, która jest przenoszona z systemu o wyższej temperaturze do systemu o niższej temperaturze.ani.
Ta wymiana ciepła odbywa się najpierw między cząsteczkami na powierzchni cieczy, a następnie dociera do tych pod nimi. Ten proces występuje do momentu, gdy obie (ciecz i powietrze) osiągną stan o tej samej energii, który nazywa się bilans cieplny.
Innymi słowy, rezultat jest taki, że z biegiem czasu wszystkie cząsteczki będą poruszać się z tą samą prędkością, to znaczy ciecz będzie miała taką samą temperaturę jak otaczające powietrze.
To również wyjaśnia dlaczego gorące mleko stygnie szybciej, gdy je przedmuchasz. Dmuchając mleko, zwiększamy ilość cząsteczek powietrza, które zderzają się z cząsteczkami mleka. W ten sposób dochodzi do większej wymiany ciepła, niż gdyby mleko stało w miejscu i tylko jego cząsteczki powierzchniowe wchodziły w kontakt z cząsteczkami powietrza.
Kiedy dmuchamy mleko, stygnie szybciej, ponieważ wchodzi w kontakt z większą ilością cząsteczek powietrza
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
