نسخة الفيديو النصية
الأكواب الحرارية هي نوع من الأكواب التي تستخدم للاحتفاظ بدرجة حرارة المشروبات الساخنة مدة أطول. لتحقيق ذلك، يكون الجزء الداخلي من الكوب مغطى بمادة تمنع انتقال الأشعة تحت الحمراء من المشروب إلى خارج الكوب. لعزل المشروبات الساخنة بطريقة أكثر فعالية، هل يجب طلاء الجزء الداخلي من الأكواب الحرارية بمادة عاكسة قوية أم مادة عاكسة ضعيفة؟
لنفترض أن هذا كوب حراري مغلق بإحكام يوجد داخله سائل ساخن. نعلم أن الغرض من الكوب الحراري هو الاحتفاظ بهذا السائل ساخنًا قدر الإمكان لأطول فترة ممكنة. ولتحقيق ذلك، يكون الجزء الداخلي من الكوب مغطى بمادة تمنع انتقال الأشعة تحت الحمراء إلى خارج الكوب. إذا تخيلنا أن الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من السائل الساخن تسقط على السطح الداخلي للكوب الحراري، فسنجد أنه عندما تصل هذه الأشعة إلى هذا السطح، يمكن أن تحدث ثلاثة أشياء مختلفة. أولًا: يمكن أن تنعكس الأشعة تحت الحمراء عن السطح الداخلي للكوب الحراري. ثانيًا: يمكن أن يمتص الكوب الحراري الأشعة تحت الحمراء بحيث تزداد درجة حرارته. ثالثًا: يمكن أن تنتقل الأشعة تحت الحمراء. أي يمكن أن تنفذ عبر السطح الداخلي للكوب إلى البيئة الخارجية.
في كل من الحالتين الأخيرتين، وهما انتقال الأشعة خارج الكوب وامتصاص الكوب لها، يفقد السائل الساخن الطاقة. وهذا من شأنه أن يجعل السائل يبرد، وهو ما يتعارض مع الغرض الأساسي للكوب الحراري. ومن ثم، عند تصميم الكوب الحراري، ما نريده حقًّا هو أن تنعكس الأشعة تحت الحمراء إلى داخل الكوب عند وصولها إلى سطحه الداخلي. بهذه الطريقة، لا يفقد السائل الساخن الطاقة. وهكذا سنختار الخيار (أ) مادة عاكسة قوية.
والآن دعونا نلق نظرة على الجزء الثاني من هذا السؤال.
لعزل المشروبات الساخنة بطريقة أكثر فعالية، هل يجب طلاء الجزء الداخلي من الأكواب الحرارية بمادة ذات لون فاتح أم لون داكن؟
إجابة هذا الجزء من السؤال مرتبطة في الواقع بإجابة الجزء السابق. لنفترض أن هذا جزء من السطح الداخلي للكوب الحراري. هذا يعني أنه عندما تسقط الأشعة تحت الحمراء على هذا السطح، يجب أن تنعكس مرة أخرى. لذا فإن السؤال هو: ما نوع المادة التي من المرجح أن تسبب هذا الانعكاس؛ مادة ذات لون فاتح أم لون داكن؟
لكي نتمكن من الإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتذكر بعض المعلومات بشأن الألوان التي تراها أعيننا. عندما ننظر إلى جسم ما، مثل ورقة الشجر هذه، فإن اللون الذي نصف به هذا الجسم، أي اللون الأخضر في هذه الحالة، هو في الحقيقة لون الضوء الذي ينعكس عن هذا الجسم ويصل إلى أعيننا. بعبارة أخرى، ورقة الشجر التي نصفها باللون الأخضر تعكس في الحقيقة الضوء الأخضر بدلًا من أن تمتصه. يمكن القول إذن إن ورقة الشجر ليست خضراء في حد ذاتها.
دعونا نتذكر أيضًا أننا إذا دمجنا جميع ألوان قوس قزح، فستتحد هذه الألوان لإنتاج اللون الأبيض. وهذا يعني أن الضوء الأبيض الذي نراه يتكون في الحقيقة من جميع الأطوال الموجية للضوء المرئي.
بالعودة إلى الكوب الحراري، لنفترض أن سطحه الداخلي أبيض أو فاتح اللون. هذا يعني أن جميع الأطوال الموجية للضوء المرئي، وكذلك العديد من الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء، تنعكس عن السطح. ولهذا السبب يبدو لونه أبيض في أعيننا. ومن ثم، فإن الجسم ذا اللون الفاتح يعكس في الحقيقة ضوءًا أكثر. وبما أننا نريد أن يعكس الكوب الحراري الأشعة تحت الحمراء، فمن الأفضل أن يكون سطحه الداخلي فاتح اللون. إذن، الخيار (ب) هو الخيار الصحيح.
