مشروع حكمداري فيزياء

مشروع قهوة بالبن أستاذ أبراهيم حكمدار

الإنتروبيا والقانون التاني للديناميكا الحرارية

لا يمكن لك أن تترك فنجاناً من القهوة في غرفة لمدة يوم كامل ثم تعود وتجده مازال حاراً. ستتصادم

ذرات السريعة مع ذرات الغرفة البطيئة حتى تصل جميعها إلى حالة حرارية واحدة. ويسمى هذا

بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية: تنزع الأشياء إلى أعلى درجات الاختلاط الحراري حتى الوصول إلى

حالة توازن وحالة التوازن هذه هي أقصى إنتروبيا ممكنة.

إذا وضعنا مكعباً من الجليد في فنجان يحوي قهوة ساخنة فإن الحرارة تنتقل من القهوة إلى مكعب الجليد، ويؤدي ذلك إلى انصهار مكعب الجليد بحيث تتساوى درجة حرارة مزيج القهوة والماء. يُطلق على هذه الحالة اسم "الاتزان الحراري".

وحسب مبادئ الديناميكا الحرارية فإن مزيج القهوة والماء أصبح خالياً من الحرارة، نظراً لتوقف انتقال الطاقة من نظام إلى آخر.

تمثل "درجة الحرارة" وحدة قياس شدة الحرارة، أو "حرارة" جسم من الأجسام. لقد خاب أمل علماء العصر الحديث لفترة طويلة بعد وضع القانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية بسبب عدم وجود تعريف دقيق لدرجة الحرارة، ثم طرح العالم الفيزيائي رالف هاورد فاولر "القانون الصفري للديناميكا الحرارية" في العام 1931 كحلٍ لهذه المشكلة.

ولان مع اجابة سؤال :
ايهما يبرد اسرع قهوة ، أو قهوة بالبن  ؟

تكشف النتائج التجريبية أن القهوة السادة تبرد أسرع من القهوة باللبن في ظل نفس الظروف، وذلك بنسبة تصل إلى نحو ٢٠ بالمائة. إن أيَّ هبَّة هواء يمكن أن يكون لها تأثير بالغ على معدل التبريد؛ لذا يجب عقد المقارنات في الهواء الساكن وأن تكون ظروف العزل واحدة. يتناسب وقت التبريد إذن تناسبًا طرديًّا بالتقريب مع نسبة الحجم إلى مساحة السطح الإجمالية للسائل، وذلك في ظل تساوي الظروف الأخرى كافة. ينص قانون نيوتن للتبريد على أن معدل التبريد يتناسب طرديًّا مع الفارق في درجة الحرارة بين السطح الخارجي لقدح القهوة والهواء المحيط. وهذا القانون يصحُّ على الدوام تقريبًا.


قنوات تابعة للموقع : 

قناة مقاطع يوتيوب : https://www.youtube.com/@JMXRON
قناة بثوث يوتيوب : https://www.youtube.com/@JMXRON-LIVE
قناة بثوث توتش : https://www.twitch.tv/jmxr0n