نسخة الفيديو النصية
وضع جسم بلاستيكي في ضوء الشمس، الذي شدته ثابتة، فامتص الأشعة تحت الحمراء. خلال تعرض الجسم لأشعة الشمس، تقل درجة حرارته. أي العبارات الآتية صواب؟ (أ) لا يستقبل البلاستيك أي طاقة من ضوء الشمس. (ب) امتصاص وانبعاث الأشعة تحت الحمراء لا يؤثر على درجة الحرارة. (ج) يفقد البلاستيك بالتبريد طاقة مساوية لطاقة الأشعة تحت الحمراء التي يمتصها. (د) يفقد البلاستيك بالتبريد طاقة أكبر من طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يمتصها. (هـ) يمتص البلاستيك من الأشعة تحت الحمراء طاقة أكبر من الطاقة التي يفقدها بالتبريد.
في هذا المثال، وضع جسم بلاستيكي في ضوء الشمس. وعلمنا أنه على الرغم من أن الجسم معرض لضوء الشمس، فإن درجة حرارته تقل. بناء على هذه المعطيات، نريد تحديد أي هذه الخيارات الخمسة صحيح. بالتفكير في حالة هذا الجسم البلاستيكي، يمكننا القول إن هناك عمليتين تحدثان. العملية الأولى هي امتصاص الجسم للأشعة تحت الحمراء، ما يعني أن الطاقة تنقل إليه. وهذا وحده كفيل بأن يجعل درجة حرارة الجسم تزداد بدلًا من أن تقل. لكن تحدث عملية أخرى، وهي انبعاث الأشعة تحت الحمراء من الجسم. أثناء هذه العملية يفقد الجسم البلاستيكي الطاقة. إذن، هاتان العمليتان متضادتان بطريقة ما. فإحداهما تنقل الطاقة إلى الجسم، والأخرى تأخذ منه الطاقة.
استنادًا إلى حقيقة أن درجة الحرارة الكلية للجسم تقل، يمكننا معرفة أي هاتين العمليتين هي المسيطرة. عندما يبعث الجسم الأشعة تحت الحمراء، تنبعث منه طاقة أكبر من الطاقة التي تنتقل إليه عند امتصاص ضوء الشمس. وبمراجعة خيارات الإجابة، نجد أن هذا يتوافق مع الخيار (د).
بالنظر إلى خيارات الإجابة الأخرى، نلاحظ أن العبارة في الخيار (أ) ليست دقيقة. وذلك لأن امتصاص أشعة الشمس ينقل طاقة بالفعل إلى الجسم. الخيار (ب) ليس صحيحًا أيضًا. فامتصاص وانبعاث الأشعة تحت الحمراء له تأثير على درجة حرارة الجسم. وفي الواقع، هاتان هما العمليتان المتضادتان اللتان تحدثان في حالة الجسم البلاستيكي وتؤديان إلى انخفاض درجة حرارته. في الخيار (ج)، نلاحظ أن العبارة تصف الحالة التي يفقد فيها الجسم بالتبريد طاقة مساوية لطاقة الأشعة تحت الحمراء التي يمتصها. وإذا كان هذا صحيحًا، فستظل درجة حرارة الجسم البلاستيكي ثابتة. لكننا، في الواقع، نعلم أن درجة حرارة الجسم تقل. وأخيرًا، ينص الخيار (هـ) على أن البلاستيك يمتص من الأشعة تحت الحمراء طاقة أكبر من الطاقة التي يفقدها بالتبريد. وإذا كان ذلك هو ما يحدث، فإن درجة حرارة المكعب ستزداد بدلًا من أن تقل.
إذن، سيكون الخيار (د) هو الإجابة النهائية. يفقد البلاستيك بالتبريد طاقة أكبر من طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يمتصها.
