هل سبق لك أن لاحظت كيف تبدو زجاجة الماء البارد أو المشروبات الغازية وكأنها “تتعرق” في يوم حار؟ ولهذه الظاهرة الشائعة تفسير علمي بسيط يضيف بعداً مثيراً للاهتمام لفهمنا للفيزياء والكيمياء اليومية.
علم التكثيف
“العرق” الموجود على الجزء الخارجي من الزجاجة الباردة هو في الواقع قطرات ماء تتشكل من خلال عملية تسمى التكثيف. يحدث التكثيف عندما يتلامس الهواء الدافئ الرطب مع سطح أكثر برودة. فيما يلي تفصيل العملية خطوة بخطوة:
- الهواء الدافئ وبخار الماء: يمكن للهواء الدافئ أن يحمل كمية أكبر من بخار الماء مقارنة بالهواء البارد. وذلك لأن الجزيئات الموجودة في الهواء الدافئ تتحرك بشكل أسرع وتنتشر، مما يوفر مساحة أكبر لتواجد جزيئات الماء في الحالة الغازية.
- التفاعل السطحي البارد: عند إدخال زجاجة باردة في بيئة أكثر دفئًا، تبرد طبقة الهواء المحيطة بالزجاجة بسرعة. وعندما يبرد هذا الهواء، تقل قدرته على الاحتفاظ ببخار الماء.
- تحول بخار الماء إلى سائل: يتكثف بخار الماء الزائد الموجود في الهواء المبرد ويتحول إلى ماء سائل. تتشكل قطرات الماء هذه على سطح الزجاجة، مما يخلق مظهر “التعرق”.
- العوامل البيئية: يمكن أن تختلف كمية “العرق” حسب مستوى الرطوبة في الهواء. تعني الرطوبة العالية توفُّر المزيد من بخار الماء للتكثيف.
لماذا لا يحدث ذلك في الثلاجة؟
ومن المثير للاهتمام أنك لا ترى الزجاجات “تتعرق” داخل الثلاجة. وذلك لأن الهواء الموجود داخل الثلاجة بارد بالفعل ولا يمكنه الاحتفاظ بكمية كبيرة من بخار الماء. ولذلك، لا يوجد فرق كبير في درجة الحرارة بين الزجاجة والهواء المحيط بها مما يسبب التكثيف.
منع “العرق” الناتج عن الزجاجة
لمنع التكثيف على الزجاجات، غالباً ما يستخدم المصنعون حاويات معزولة مزدوجة الجدران، مصنوعة عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ. تحافظ هذه الأوعية على درجة حرارة السائل بالداخل دون السماح للبرد بالوصول إلى السطح الخارجي، وبالتالي تمنع تكوّن “العرق”.
في المرة القادمة التي ترى فيها الزجاجة تتعرق، ستعرف أنها نتيجة طبيعية للتكثيف. هذه العملية البسيطة والرائعة هي مثال مثالي لكيفية ظهور المبادئ العلمية الأساسية في حياتنا اليومية.
