چرا تَری دما را پایین می‌آورد ؟

حتماً تجربه کرده‌اید که هنگامی‌که در یک استخر یا زیرِ دوش حمام که دمایِ آبِ آنها با دمای بدنتان تقریباً یکسان است قرار می‌گیرید سردتان می‌شود و حتی ممکن است از سرما لرز نیز بکنید. آیا از خود پرسیده‌اید چرا درحالی‌که آب و بدنتان و حتی محیط درابتدا هم‌دما هستند اما با آب‌تنی ناگهان دمای بدنتان پایین می‌آید و سردتان می‌شود؟ همچنین یک روش برای خنک کردن محیط، آب‌پاشی است یعنی محیطِ مرطوب یا خیس خنک‌تر از بقیه‌ِ جاهاست. همچنین آب در یک تُنگ سفالی که با نشت تدریجی آب همواره دیواره‌ی بیرونی آن مرطوب می‌ماند خنک‌تر از دمای هوای بیرون است که علت آن تبخیر رطوبتِ روی تُنگ است. هوای زیرزمین‌های مرطوب نیز به‌خاطرِ تبخیر رطوبت خنک‌تر از طبقات بالایی است. به‌نحوِمشابه آیا از خود پرسیده‌اید چرا محیط پارک‌های پردرخت و پُرچمن به‌نحو قابل توجهی خنک‌تر از محیط‌های مجاورِ اطراف آنهاست؟ پاسخ البته این است که رطوبت خاک توسط برگ‌های گیاه جذب می‌شود و برگ‌های درمعرضِ محیط درواقع اجازه می‌دهند این رطوبت از طریقِ آنها تبخیر شود یعنی گویا برگ‌ها با جذب آبِ خاک در خود و گسترشِ آب در سطوح پهنِ خود به‌نوعی اقدام به آب‌پاشیِ گسترده‌ی محیطِ پارک می‌نمایند و در اثرِ تبخیر این آب، محیط خنک‌تر می‌شود. اما سؤالِ اساسی همچنان باقی می‌مانَد که چرا درحالی‌که دمای آب و محیط یکسان است تبخیر باعثِ پایین آمدنِ دما می‌شود؟ (مثلاً اگر به‌جای آب، الکل که سریع‌تر تبخیر می‌شود به بدنتان بزنید احساسِ سرمای بیشتری می‌کنید.)

برای یافتنِ پاسخ، وضعیت جوشِ یک مایع را به‌یاد آورید. هنگامی که یک مایعِ درحالِ گرفتنِ گرما به نقطه‌ی جوشِ خود می‌رسد دمای آن ثابت می‌ماند و گرمایِ گرفته شده صرف تبخیر مایع در دمای ثابتِ جوش می‌شود. چنین خاصیتی، یا خاصیتی کمابیش مشابهِ آن، را مایع تنها در نقطه‌ی جوش ندارد بلکه اصولاً این امکان وجود دارد که مایع به‌هنگامِ تبخیر سطحی از محیط گرما بگیرد اما به‌جای این‌که این گرما صرف افزایش دمایش شود صرف تبدیل حالتِ آن از مایع به گاز (بخار) شود بدونِ این‌که دمای مایع و گاز تفاوتی با یکدیگر داشته باشد. به‌عبارتِ دیگر، قابلِ تصور است درحالی‌که انرژیِ جنبشیِ متوسطِ مولکول‌های مایع که مشخصه‌ی دمای مایع است با انرژی جنبشیِ متوسط مولکول‌های گاز که مشخصه‌ی دمای گاز است یکسان است اما گرما یا انرژیِ جنبشیِ اضافه‌ای که مایع می‌گیرد تنها صرف افزایشِ فاصله‌ی متوسط بین مولکول‌های مایع برای تبدیلِ آن به گاز می‌شود بدون این‌که انرژی جنبشیِ متوسطِ مولکول‌های آن را تغییر دهد.
اما در اینجا اتفاقی که می‌افتد این است که گرمایی که مایع برای تبخیر سطحی خود از محیط می‌گیرد دمای محیط را پایین می‌آورد زیرا محیط گرما از دست داده و لاجَرَم خنک‌تر می‌شود. حال، این محیط می‌تواند محیطِ پارک باشد که شما برای خنکی در آن استراحت می‌کنید یا داخلِ بدنِ شما باشد که شما برای خنکی پوستتان را غرقه در آب ساخته‌اید یا فضای حیاطتان باشد که شما آن‌را آب‌پاشی کرده‌اید یا آب درون تُنگ سفالی باشد که در گرما نوشِ جان می‌کنید.
آیا یخچال نیز به‌همین روش اقدام به سرماسازی می‌کند؟ بله، گرچه یخچال کارِ اضافه‌تری نیز انجام می‌دهد. این کارِ اضافه‌تر این است که یخچال گرمای گرفته را به‌سمتِ معینی پمپاژ می‌کند. مکانیسمِ کار یخچال به‌طور ساده تبخیر (و سپس میعانِ) گاز فرئون است. در فرایندِ تبخیرِ گاز فرئون گرما از محیط داخلیِ یخچال گرفته می‌شود و صرف تبدیلِ حالت فرئون از مایع به گاز می‌شود که سپس این گاز، تحت فشار در پشت یخچال این گرما را از دست داده (و به محیط بیرونِ یخچال می‌دهد) و خود مجدداً به مایعِ فرئون تبدیل می‌شود که سپس مجدداً فرایند تکرار می‌شود و مایعِ فرئون تبخیر می‌شود (و دما را از محیط داخلیِ یخچال می‌گیرد) و ....
/ن