العمليات التي تحدث عندما تفقد الماده طاقه حراريه

هي عملية التجميد

.

تتجمد الأطعمة والماء كل منهما بشكل مختلف عن الآخر، أثناء تجمد المياه تتشكل وتحاول بلورات الجليد، توجد كمية صغيرة في الواقع من الحرارة الناتجة، تبقي درجة الحرارة الخاصة بالماء 32 درجة فهرنهايت بالإضافة إلى نمو بلورات الجليد، بعدها مباشرة يحدث انخفاض في درجة الحرارة بعد أن تبرد بلورات الجليد ]1]

هذا بالنظر إلى الأطعمة التي تكون مزيج معقد من الكثير من المواد، فتكون نقطة تجمد هذه الأطعمة أقل من نقطة تجمد المياه، بعدها يتم حدوث انخفاض قليل بدرجات الحرارة أثناء تشكل بلورات الجليد في المطاعم، بعدها يتم انخفاض درجة الحرارة بشكل أسرع حيث تبرد جميع البلورات الموجودة بالطعام .

سوف يتجمد جميع الطعام ولكن يختلف كل شكل عن غيره نتيجة بناءه على شكل أشياء مثل الأنسجة العضلية وكمية السكر والماء والهواء الموجود داخل الطعام .

هناك التجميد السريع يحسن من الجودة الموجودة بالطعام، فكلما كان تجمد الطعام سريع كانت حجم هذه البلورات صغير، فكل البلورات الصغيرة تلحق أضرار قليلة من جدران الخلايا، يتم إنتاج بلورات جليدية ذات حجم كبير من التجميد البطيء تقوم بخرق الأغشية الخاصة بالخلايا .

نتيجة لهذا أثناء عملية ذوبان الأطعمة التي تكون بها بلورات ثلجية بحجم كبير، يوجد حينها العديد من فقدان السوائل والتنقيط، البلورات ذات الحجم الصغير التي تكون غير مستقرة ويتم نموها خلال وقت طويل ليتم تشكيل بلورات كبيرة، يكون ذلك ملحوظ بشكل خاص خلال الدورة الخاصة بتجميد الذوبان خلال المجمدات التي تكون خالية من أي صقيع .

أثناء إزالة الجليد يتم اذابة الطعام بنسبة صغير مما يقوم هذا بإتاحة بلورات الجليد بأنهم ينمو، ويتم أيضا تمزق الكثير من الخلايا أثناء عملية إعادة تجميدها، فتح باب الفريزر يسمح أيضا بدخول الحرارة له وتكرار الدورة الخاصة بذوبان ذلك التجميد .

من الممكن أن يكون المجمد من النوع الصندوقي الحسن في عملية تقليل افتقاد الحرارة عند فتح الباب وهذا بسبب الهواء الدافئ.

العوامل المؤثرة على درجة التجمد

الضغط الجوي
الروابط الجزيئية في المادة
إضافة المذاب

تعتمد هذه الخصائص على عدد الجسيمات فقط لا غير، وأمثلتها هي إرتفاع نقطة الغليان والضغط الاسموزي وانخفاض نقطة التجمد وهناك ثلاثة عوامل يمكنها أن تقوم بالتأثير على درجات التجمد والغليان وهم التالي [2]:

الضغط الجوي

: لأنه عامل مهم من الممكن أن يقوم بتغير إرتفاع نقاط التجمد والغليان، يؤثر الارتفاع على نقطة التجمد ولكن بشكل يكون غير ملحوظ، ومع هذا يكون تأثيره على درجة الغليان واضح، تتناقض نقطة الارتفاع والغليان مع بعضهما .

هذا يكون سبب في تأخير طهي الطعام، في الماء يغلي عند مستوي سطح البحر 100 درجة، ولكن إذا ارتفعت 10000 قدم تكون النقطة الخاصة بالغليان تحدث عند 90 درجة مئوية .

الروابط الجزيئية في المادة

: يكون السبب وراء غليان الإيثانول عند درجة حرارة أقل من الماء، قوى ترابط الجزيئات ببعضها ولكن جزيئات الايثانول يكون ترابطها ضعيف على عكس جزيئات الماء القوية .

إضافة المذاب

: من الممكن أن يؤدي إضافة المذاب لتغيير النقاط الخاصة بتجميد وغليان السائل، فيقوم مضاد التجمد بالعمل على إرتفاع درجة الحرارة الخاصة بغليان الماء ويتم استخدام الملح الصخري خلال الصانعات مثل الأيس كريم وهذا يعود لإنخفاض نقطة تجمد المياه، وذلك يعزز عملية نقل الحرارة بشكل جيد من خلال الأيس كريم .

أنواع الطاقة الحرارية

الحرارة تكون مقياس السرعة الخاصة بمدى اهتزازية الجزيئات للمادة الأكثر سخونة حيث يتم إهتزازه أسرع عند تلامس الأجسام الباردة والساخنة، حينها من الممكن القيام بنقل الطاقة الحركية عن طريق الجسم الذي يكون أكثر سخونة الجسم الذي يكون أكثر برودة [3].

تكون هذه الطريقة أكثر فاعلية لتبادل الحرارة، ولذلك السبب يتم استغراق الجسم خلال الفضاء وقت طويل وكبير أيضا حتى يبرد، تعاني المركبات الفضائية في الواقع بسبب مشكلة التبريد، وليس بأنها كيف تقوم بتدفئة ذاتها .

التوصيل

: يتم عن طريقة عملية نقل الحرارة من خلال جسمين متصلين ببعضهما أتصال مباشر، وهذا يتم حدوثه أثناء تلامس جسم بارد او دافئ مع الجلد، على سبيل المثال إذا قمت بحمل كوب به ماء مثلج، فسوف تسخين درجة حرارة الزجاج بسبب بشرتك .

بهذا يتم اذابة الجليد بدل من هذا، خلال الأيام الباردة، يمكن القيام بالإحماء من خلال أن تقوم باللف يديك الباردتين حول الكوب الساخن على سبيل المثال القهوة، حينها يتم فقدان 3% من حرارة الجسم فقط عن طريق التوصيل .

الحمل الحراري

: عبارة عن أنتقال الحرارة للهواء المحيط الخاص بالجلد، يتم ارتفاع الهواء الدافئ بعيد عن الجسم، وبعدها يتم استبداله بالهواء البارد فيتم تسخينه مجددا في وقت لاحق، وهذا من الممكن أن يحدث حمل حراري داخل المياه، إذا كانت درجة الحرارة الخاصة بالماء أقل من درجة الحرارة الخاصة بالجسم .

يقوم الجسم بفقدان الحرارة من خلال تسخين الماء الذي يكون قريب للجلد، وكذلك الذي يتم تحريكه بعيد ليقوم الماء بمحله، وتدوم التيارات الحرارية التي تنتج عن التغيرات الحادثة في درجات الحرارة خلال سحب الحرارة بعيد عن الجسم بأكبر سرعة .

مما يكون من الممكن أن يقوم الجسم باستبداله، مما يؤدي هذا لارتفاع درجة الحرارة، بعدها يفقد حوالي 15% من حرارة الجسم عن طريق الحمل الحراري .

الإشعاع

: عبارة عن انتقال الحرارة خلال موجات الأشعة تحت الحمراء، وذلك يتم حدوثه ما بين أي جسمين أثناء تنوع درجات الحرارة بينهما، يستطيع الرادياتير القيام بتدفئة الغرفة وهذا يتم من خلال الحرارة المشعة أثناء الأيام المشمسة الحارة .

فتقوم أشعة الشمس بعملية تدفئة الجلد، وبنفس ذات المبدأ يتم عمل الجسم للبيئة، يقوم الجسم بفقد 60% من الحرارة التي يفقدها عن طريق الإشعاع .

التبخر

: عبارة عن أنتقال الحرارة عن طريق تبخر الماء، بالنظر إلى أن جزئ الماء يقوم باستهلاك قدر كبير من الطاقة حتى يتحول من سائل الغاز، فإن الماء الذي تم تبخره على هيئة عرق يأخذ قدر كبير معه من طاقة الجلد، ومع هذا فإن حدوث معدل التبخر يكون معتمد على

الرطوبة النسبية

.

يتم تبخر الكثير من العرق خلال البيئات التي تنخفض بها الرطوبة، والتعرق يكون وسيلة رئيسية لتبريد الجسم عند أداء التمارين، بينما أثناء حالة الراحة يحدث فقد 20% من الحرارة التي يقوم الجسم بفقدها عن طريق التبخر .