سرگرمی‌های خانگی فیزیـک
آیا پوستین گرم می‌کند؟
موضوع چیست؟
عایق‌های حرارتی و برودتی یکی از مهمترین عوامل در بهینه سازی مصرف انرژی هستند، چیزی که ما روزمره از آن به کرات استفاده می‌کنیم و همچنین حالتهای مختلف آن را در اطراف خود مشاهده می‌کنیم بدون اینکه از فیزیک آن اطلاع داشته باشیم.
چند آزمایش
اگر بکوشند شما را قانع کنند که پوستین اصلا گرم نمی‌کند، چه خواهید گفت؟ لابد فکر می‌کنید که شوخی می‌کنند. ولی اگر با چند آزمایش این ادعا را به شما ثابت کنند چه؟
مثلا چنین آزمایش کنید.
به دماسنج نگاه کنید، دماسنج چه درجه‌ای را نشان می‌دهد و آن را توی پوستین بپیچید و بعد از چند ساعت بیرون بیاورید. خواهید دید که حتی ۴/۱ درجه سانتیگراد هم گرم نشده است و همان درجه حرارتی را نشان می‌دهد که قبلا نشان داده بود. این دلیل برای آنکه پوستین گرم نمی‌کند. حتما ممکن است گمان کنید پوستین سرد می‌کند.
دو کیسه یخ بردارید، یکی را توی پوستین بپیچید و دیگری را در اتاق بگذارید. وقتی یخ کیسه توی اتاق آب شد، پوستین را باز کنید، خواهید دید که یخ کیسه توی پوستین حتی شروع به آب شدن هم نکرده است. بنابراین پوستین نه تنها یخ را گرم نکرده است، بلکه گویی سرد هم کرده است و آب شدن آن را به تاخیر انداخته است.
حقیقت چیست؟
حقیقت این است که گرم کردن به مفهوم حرارت دادن نیست. پوستین گرم نمی‌کند، چراغ گرم می‌کند، بدن آدم گرم می‌کند، زیرا همه اینها منبع تولید گرما هستند. پوستین خودش حرارت تولید نمی‌کند، بلکه فقط مانع آن می‌شود که حرارت بدن ما از بدن دور شود. به این دلیل است که حیوانات خونگرم که بدنشان منبع گرماست، با پوستین بیشتر خود را گرم احساس می‌کنند، تا بدون پوستین.
ترمودینامیک چه می‌گوید؟
نه دماسنج و نه یخ هیچ یک منبع گرما یا سرما نیستند و پوستین به عنوان یک عایق، با قابلیت هدایت حرارت فوق‌العاده کم عمل می‌کند. برف هم، به این مفهوم کلمه، مانند پوستین، زمین را گرم می‌کند. قابلیت هدایت حرارت برف، فوق العاده کم است، به این دلیل مانع می‌شود که حرارت زمینی که زیر آن است، خارج شود. در زمینی که قشری از برف آن را پوشانده است، گرماسنج در اکثر موارد، در حدود ۱۰ درجه بیشتر نشان می‌دهد، تا در زمینی که از برف پوشیده نشده است.
نتیجه‌گیری
بدین ترتیب به سوال “آیا پوستین گرم می‌کند؟” باید پاسخ داد: “پوستین فقط به ما کمک می‌کند که خودمان، خودمان را گرم کنیم” اگر بگوییم: ما پوستین را گرم می‌کنیم نه پوستین ما را، صحیح‌تر است.
آزمایش پس دید
پس از نگاه کردن به یک جسم روشن- مانند یک لامپ یا فلاش دوربین عکاسی – ممکن است حتی پس از این که نگاه خود را از آن برمی دارید تصویر آن جسم را ببینید. این اثر پایدار بصری “پس دید” نامیده می‌شود.
وسایل مورد نیاز
چراغ قوه
کاغذ سفید
نوار سیاه مات ( مانند نوار کاست )
شرح آزمایش
کاغذ سفید را روی شیشه‌ی چراغ قوه چسبانده و همه‌ی نقاط آن را با نوار چسب سیاه بپوشانید. در وسط، قسمتی را خالی بگذارید تا نور از آن بیرون بتابد. این قسمت خالی می‌تواند مربع، مثلث یا هر شکل ساده و قابل تشخیص دیگری باشد.
در یک اتاق تاریک چراغ قوه را روشن کنید. همانند شکل آن را به طرف چشم خود گرفته و به مدت ۳۰ ثانیه به نقطه ای از شکل روشن وسط آن خیره شوید. سپس به یک دیوار خالی نگاه کنید و چندین دفعه چشمانتان را باز و بسته کنید. به شکل و رنگ تصویری که روی دیوار می‌بینید توجه کنید.
آزمایش را دوباره انجام داده و این بار پس از نگاه کردن به چراغ، به کف دست، وبار دیگر به دیواری که در فاصله‌ی دورتری قرار دارد خیره شوید. اندازه‌ی تصویری که روی کف دست و روی دیوار می‌بینید را با هم مقایسه کنید.
حال چشم چپ خود را بسته و با چشم راست به شکل روشن وسط چراغ قوه خیره شوید. سپس چشم راست را ببندید و با چشم چپ به دیوار سفید نگاه کنید. آیا هیچ پس دیدی می‌بینید؟