Dalam catatan blog ini, kami akan menerangkan secara ringkas mengapa angin kipas membuat ais krim cair lebih cepat dan prinsip pemindahan haba di belakangnya.
Hari musim panas yang panas, dan kakak anda mengeluarkan kon aiskrim dari peti sejuk yang dibelinya di kedai serbaneka di hadapan rumah anda. Ia adalah ketulan yang menggembirakan yang membuatkan anda melupakan panas untuk seketika. Sambil anda duduk di hadapan TV, menikmati angin sejuk kipas, anda menjamah ais krim dan melupakan keprihatinan dunia buat seketika. Tetapi kegembiraan itu tidak bertahan lama. Aiskrim terlalu cepat cair. Adakah saya makan terlalu perlahan kerana saya menonton TV? Tekstur aiskrim yang melekit yang sudah menitis ke tangan dan lantai membuatkan anda melupakan semua tentang euforia anda yang ringkas tetapi hebat, dan anda rasa dikhianati.
Kenapa aiskrim saya cair dengan cepat? Sebab mengapa aiskrim cair tidak rumit. Kita semua tahu bahawa ais menyerap haba dan bertukar menjadi air, tetapi bagaimana haba bergerak dari udara sekeliling ke ais krim, dan apakah yang menentukan kelajuannya? Terdapat tiga cara haba bergerak: pengaliran, perolakan, dan sinaran. Dengan melihat kaedah-kaedah ini, kita boleh mengetahui mengapa ais krim cair dengan cepat.
Pada hari musim sejuk yang sejuk, tiada siapa yang mahu duduk di bangku di luar taman. Itu mungkin kerana kita semua pernah mengalami perasaan dingin itu. Jika anda duduk di bangku sejuk dan memegang tangan yang lebih hangat, tangan anda hangat, tetapi punggung anda sejuk. Tangan anda tidak bergerak, penghangat tangan tidak bergerak. Begitu juga, punggung anda tidak bergerak, dan kerusi tidak bergerak. Tetapi haba bergerak, dan ini dipanggil pengaliran. Pengaliran ialah penyebaran getaran pada peringkat atom atau molekul. Atom bergetar pantas dengan banyak tenaga berlanggar dengan atom bergetar yang lebih perlahan betul-betul di sebelahnya dan memindahkan tenaga, iaitu cara kita memerhati haba bergerak pada tahap makroskopik.
Perolakan menggunakan prinsip pemindahan tenaga yang sama melalui perlanggaran pada tahap molekul, tetapi perbezaannya datang selepas perlanggaran. Perolakan, seperti namanya, adalah aliran. Walaupun pengaliran tidak mengubah kedudukan relatif molekul selepas perlanggaran antara mereka, perolakan mengubah kedudukan relatif zarah selepas perlanggaran. Secara ringkas, untuk perolakan berlaku, bahan yang memindahkan atau menerima haba mestilah gas atau cecair, dan pada skala makroskopik, gas atau cecair mesti bergerak. Sebagai contoh, jika anda merendam lengan anda dalam air bertakung, pengaliran menguasai; jika anda merendam lengan anda dalam air yang mengalir, perolakan menguasai. Kadar perjalanan haba adalah berkadar dengan perbezaan suhu antara bahan yang bertukar haba; jika perbezaan suhu adalah sama, perolakan akan menggerakkan haba lebih cepat daripada pengaliran. Inilah sebabnya mengapa air mengalir sering digunakan sebagai rawatan pertolongan cemas untuk melecur teruk pada objek panas.
Anda mungkin pernah melihat kesan khas tiang api yang sering digunakan dalam seni mempertahankan diri, gusti profesional dan sukan lain apabila seorang pejuang memasuki gelanggang, atau apabila suasana dalam konsert adalah elektrik. Apabila nyalaan api ini marak, anda boleh merasakan muka anda panas, walaupun terdapat sedikit jarak antara tempat anda duduk dan pentas. Tetapi sebaik sahaja api itu hilang, muka saya menjadi sejuk. Pergerakan haba ini tidak dapat dijelaskan dengan pengaliran atau perolakan kerana jaraknya tidak sedemikian sehingga atom atau molekul boleh menyentuh. Fenomena ini dipanggil radiasi. Radiasi ialah pemindahan haba oleh gelombang elektromagnet, seperti cahaya. Semua objek memancarkan pelbagai jenis gelombang elektromagnet pada keamatan yang berbeza, bergantung pada suhu dan keadaan permukaannya, dan pada masa yang sama mereka menyerap gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh objek di sekelilingnya. Gelombang elektromagnet ini mengandungi tenaga, dan haba dipindahkan berdasarkan perbezaan antara jumlah yang diserap dan jumlah yang dipancarkan. Dalam contoh di atas, haba dipindahkan ke muka kerana gelombang elektromagnet yang dihantar ke muka dari tiang api mempunyai lebih banyak tenaga daripada gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh muka.
Haba bergerak melalui pengaliran, perolakan, dan sinaran dalam pelbagai cara, dan ia mempengaruhi kehidupan kita dalam pelbagai cara. Tiang api, peti pertolongan cemas terbakar, atau bangku sejuk adalah semua contoh pemindahan haba. Berdasarkan kaedah pemindahan haba di atas, sebab aiskrim saya cair begitu cepat mungkin disebabkan oleh perolakan yang disebabkan oleh angin kipas. Apabila tiada angin kipas, pengaliran mendominasi pemindahan haba antara ais krim dan udara sekeliling, tetapi apabila angin bertiup, perolakan mendominasi. Oleh itu, kadar pemindahan haba lebih cepat dan ais krim cair lebih cepat. Kalaulah saya tidak makan di hadapan kipas, pasti waktu gembira saya tidak terganggu. Saya akan membersihkan dahulu, dan kemudian menghantar mesej kepada adik saya untuk membawakan aiskrim untuk churros atau sudu malam ini.
