تعرف على أفضل طريقة لتبريد المواد بشكل علمي
آخر تحديث GMT09:18:26
 تونس اليوم -

الحرارة مقياس عدم الانتظام وتتناسب مع نشاط الذرات

تعرف على أفضل طريقة لتبريد المواد بشكل علمي

 تونس اليوم -

 تونس اليوم - تعرف على أفضل طريقة لتبريد المواد بشكل علمي

تبريد المواد بشكل علمي
واشنطن - العرب اليوم

في البداية فكر بهذا السؤال مع نفسك، ماذا يعني -فيزيائيًا- أنّ هذه المادة صلبة وهذه سائلة وتلك غازية؟ إن كنت تعرف الجواب فلا تُتعِب نفسك بقراءة هذا الجزء، وإن لم تكن فاعلم التالي، الحرارة هي مقياس عدم الانتظام في جزيئة المادة، بمعنى أنها تتناسب طردًا مع نشاط الذرات في حجم المكان، أي أنّ الحرارة تزداد كلما تحركت الذرات بسرعةٍ أكبر وتقلُّ كلما أبطأت الذرات سرعتها. ولعل هذا قد يفسر لك أيضًا كيف أن الضغط قد يحوِّل المادة من الحالة الغازية إلى السائلة ثم الصلبة.

حيث أن الضغط يقلل الحجم الذي تتحرك فيه الذرات فتُصبح حركتها محدودةً نوعًا ما، وهذه الحالة تسمى السائلة. وبزيادة الضغط أكثر قد تستطيع تحويل المادة إلى الطور الصلب، فلا يُتاح للذرات مكانٌ واسعٌ للتحرك فتصبح “مقيدة” بحركتها. ووضعت كلمة مقيدة بين قوسين لسببٍ بسيط، هو أن إيقاف أو تقييد حركة الذرات بشكلٍ كليٍّ أمرٌ مستحيلٌ حسب قوانين الفيزياء، فهناك دائمًا مكانٌ تتحرك فيه الذرات، أي أنها ستظل تتحرك دومًا ما يعني احتفاظها الدائم بحرارةٍ وإن كانت ضئيلة.

الحد الذي تتوقف فيه الذرات عن الحركة يسمى الصفر المطلق "-273 كلفن" وهي درجةٌ لن نستطيع الوصول إليها أبدًا كما تقول المعادلات الفيزيائية، وبعد هذا التمهيد يمكن أن ننتقل إلى الجزء الثاني، تعريفٌ بالليزر والفوتونات، وإن كنت ملمًا بهذا فانتقل إلى الجزء الثالث والأخير من المقال.

في الحقيقة، إن الفرق بين الليزر والضوء العادي هو كالفرق بين كتيبةٍ عسكريةٍ منضبطةٍ يتحرك جنودها في نفس الوقت، مقارنةً بمجموعةٍ من المارّة في شارعٍ مزدحمٍ، فتجد أن حركاتهم عشوائيةٌ ومتضادةٌ نسبةً لبعضهم، وفي هذا التشبيه كان البشر هم أشعة الضوء التي تكوّن الليزر، فبينما يشع الضوء العادي موجاتٍ كهرومغناطيسيةً مبعثرةً وفوضوية، نجد أن الليزر يشع الضوء بشكل أمواج كهرومغناطيسيةٍ منتظمةٍ ومرتبةٍ بنفس طول الموجة ونفس الطور، والخوضُ في طريقة تنظيم الليزر للأشعة أمرٌ قد يطول. والآن؛ نحن نعرف أن الليزر يشع فوتوناتٍ منتظمة، لكن ما فائدة الفوتون أصلًا؟ بم يتميز؟ حسنًا؛ الفوتون جسيمٌ أوليٌّ "لا يمكن تقسيمه وتجزئته" حاملٌ للشحنات الكهرومغناطيسية ويتحرك بسرعة الضوء.

هذه أوصافٌ عامةٌ للفوتون، لكن ما يهمنا هنا هو أنه يمتلك زخمًا، والقوة التي ستبطئ الذرات "بالتالي تبرد المادة" هي زخم الفوتون المعاكس لزخم الذرة وسرعتها، والآن أطلق حزمة ليزرٍ باتجاهٍ معاكسٍ لحركة ذرةٍ ما، لكن يجب أن يكون الضوء المنبعث ذا ترددٍ مناسبٍ مع الذرة "أي التردد الذي يتيح للإلكترون امتصاص فوتون" لكن فقط أقلّ بقليلٍ كي تستطيع الذرة امتصاص الأشعة القادمة بعكس اتجاهها فقط "بتأثير ضاهرة دوبلر -الإزاحة نحو الأزرق" وعندها ستواجه الذرة زخمًا بعكس اتجاه زخمها فيقل زخمها الأصليّ وبالتالي تقلّ سرعتها.. أي تقلّ درجة حرارتها.

بهذه الطريقة وصلنا إلى درجات حرارةٍ قريبةٍ جدًا إلى الصفر المطلق فلا يفصل بينهما إلا أرقامٌ عشريةٌ قليلة. وبالطبع؛ الموضوع أكثر تعقيدًا من هذا، لكنه كل ما تحتاج معرفته ما لم تنوِ التخصص في الفيزياء أو مناقشة ستيفن هوكنج.

arabstoday

الإسم *

البريد الألكتروني *

عنوان التعليق *

تعليق *

: Characters Left

إلزامي *

شروط الاستخدام

شروط النشر: عدم الإساءة للكاتب أو للأشخاص أو للمقدسات أو مهاجمة الأديان أو الذات الالهية. والابتعاد عن التحريض الطائفي والعنصري والشتائم.

اُوافق على شروط الأستخدام

Security Code*

 

تعرف على أفضل طريقة لتبريد المواد بشكل علمي تعرف على أفضل طريقة لتبريد المواد بشكل علمي



GMT 16:23 2013 الأحد ,01 كانون الأول / ديسمبر

4 قتلى و40 جريحاً بانحراف قطار عن السكة في نيويورك

GMT 16:50 2016 الإثنين ,11 كانون الثاني / يناير

موقع "MyYear" لكتابة ملخص عن السنة الماضية

GMT 17:34 2012 السبت ,29 كانون الأول / ديسمبر

هاكر جزائري يخترق بريد مؤسس "فيسبوك"

GMT 02:42 2016 الثلاثاء ,06 كانون الأول / ديسمبر

مهند عسيري يسعى لرقم قياسي جديد مع "أهلي جدة"

GMT 06:19 2015 الأربعاء ,02 أيلول / سبتمبر

الإعلامية هبة الحسين تطلق برنامج على "اليوتيوب"

GMT 05:49 2018 السبت ,15 أيلول / سبتمبر

أغلى 10 فنادق من حيث تكلفة الإقامة في العالم

GMT 02:00 2017 الثلاثاء ,21 تشرين الثاني / نوفمبر

بهذه الخطوات تستطيع حذف الرسائل وخداع "واتساب"

GMT 13:05 2016 الخميس ,20 تشرين الأول / أكتوبر

الكويت تطلق سراح المغرد "وليد فارس" المتهم بقضية أمن دولة

GMT 08:38 2017 الخميس ,06 إبريل / نيسان

أحمد أمين يتناول مشاكل التوظيف في "البلاتوه 3"
 
Tunisiatoday

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2025 ©

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2025 ©

Tunisiatoday Tunisiatoday Tunisiatoday Tunisiatoday
tunisiatoday tunisiatoday tunisiatoday
tunisiatoday
Pearl Bldg.4th floor 4931, Pierre Gemayel Chorniche, Achrafieh Beirut - Lebanon
Beirut, Beirut Governorate, 1107 Lebanon