כאשר אנו מפעילים מאוורר ומכוונים אותו אלינו, אנו חשים קור. לא זו בלבד, אלא שטמפרטורת הגוף שלנו יורדת. מדוע זה קורה? לעיתים המכשירים הפשוטים מאפשרים לנו ללמוד דברים עמוקים (כתבה בעקבות שאלה לעמותה)

תחושת קור וירידת טמפרטורה מתרחשות כאשר אנרגיה - במקרה הזה בצורת חום - נפלטת מהגוף שלנו. הדרך היעילה ביותר לפלוט חום היא על ידי הולכה, כלומר העברת החום לגוף אחר. כדי שחום ייפלט בדרך זו, משהו צריך לקלוט אותו. בדרך כלל מה שיקלוט את החום הנפלט הוא גוף שהטמפרטורה שלו נמוכה מזו של הגוף הפולט. הטמפרטורה של הגוף הפולט יורדת, והטמפרטורה של הגוף הקולט עולה - עד לשוויון טמפרטורות [1].

ביום קריר, הטמפרטורה של האוויר נמוכה משמעותית מזו של הגוף שלנו ואין קושי לפלוט חום. לעומת זאת, ביום חם הטמפרטורה של האוויר קרובה לזו של הגוף שלנו וקצב פליטת החום איטי מדי. האם אנחנו יכולים להסיק מכך שהמאוורר מסיע אלינו אוויר קר? אין זה סביר, אך כדי לענות בוודאות על השאלה עלינו לבחון את הגורמים המשפיעים על הטמפרטורה.

טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של המולקולות המרכיבות את הגוף [2]. אנרגיה קינטית היא אנרגיה שיש לגוף מעצם תנועתו, והיא שווה למחצית מסתו של הגוף כפול ריבוע מהירותו [3]. אבל רגע, אם ככה הרי שהמאוורר, המגדיל את מהירות האוויר כיוון שהוא מסיע את האוויר לעברנו, מגדיל את הטמפרטורה של האוויר. מדוע, אם כן, אנו מרגישים קור כשהאוויר מגיע אלינו?

לפני שנענה על השאלה הזו, נברר קודם עד כמה משפיע המאוורר על טמפרטורת האוויר. לצורך זה נבדוק מהי מהירות טיפוסית של מולקולת חנקן (המרכיב העיקרי של האוויר). גם כאשר אין רוח, מולקולות החנקן נעות כל הזמן. מולקולה מסויימת נעה בכיוון מסויים, מתנגשת במולקולה אחרת ומתחילה לנוע בכיוון אקראי אחר. תנועה אקראית זו נקראת תנועה תרמית, והמהירות של המולקולה נקראת מהירות תרמית [4]. בנוסף, המולקולה, המורכבת משני אטומים הקשורים זה לזה, יכולה להסתובב סביב צירה וכן האטומים יכולים לרטוט אחד ביחס לשני (להתקרב ולהתרחק).

בלי להיכנס עמוק למתמטיקה, המהירות התרמית הממוצעת של מולקולת חנקן בטמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס היא כ-3 מטרים לשנייה. מאוורר טיפוסי מניע את האוויר במהירות של כמה סנטימטרים עד כמה עשרות סנטימטרים בשנייה, וזאת בסמוך למאוורר. ככל שמתרחקים מהמאוורר, מהירות האוויר יורדת. ההבדל לא גדול. אבל בכל זאת, גם אם ההבדל קטן, אולי לא נרגיש שהאוויר שמגיע מהמאוורר חם יותר, אבל למה אנחנו מרגישים שהוא קר יותר?

התשובה טמונה במנגנון הקירור הראשי של הגוף שלנו, הוא מנגנון ההזעה [5]. כשחם לנו אנחנו מזיעים. הזיעה מתאדה, ותהליך האידוי הוא תהליך שמצריך חום רב. חלק מחום זה מגיע מהשמש הקופחת עלינו או מהאוויר החם שסביבנו, אבל חלקו מגיע מגופנו - וכך יש לאן לפלוט את החום. הבעיה נוצרת כאשר אדי הזיעה נשארים באוויר סביבנו ומקשים על זיעה נוספת להתאדות. הרוח שיוצר המאוורר מחליפה את האוויר רווי אדי הזיעה שסביבנו באוויר יבש יותר, מה שמאיץ את תהליך אידוי הזעה וגורם לנו לתחושת קרירות. מסיבה זו מאווררים עובדים פחות טוב בסביבה מאוד לחה בה גם האוויר המגיע מהמאוורר לח ואינו מאפשר אידוי של הזיעה, או בסביבה מאוד יבשה בה גם האוויר שלידנו מאפשר אידוי רב ואין יתרון למאוורר.

דרך נוספת בה המאוורר מסייע לנו להתקרר היא ע"י הסעת חום. הגוף מחמם את האוויר הסמוך אליו וגורם לכך שהפרש הטמפרטורות בין הגוף לאוויר יורד, וקצב הולכת החום יורד גם הוא עקב כך. המאוורר מחליף את האוויר החם באוויר קר יותר (הסעת חום) וכך מסייע לקירור הגוף. דרך זו בעלת משמעות גבוהה כאשר הפרש הטמפרטורות בין הגוף לאוויר יחסית גדול, ועבור גופים קטנים. אחד המקומות הנפוצים ביותר בהם נעשה שימוש בתופעה זו הוא בקירור מעבדים במחשב.

תודה לעוקב עידו מועלם על השאלה שהובילה לפוסט זה.

לפוסט הפייסבוק שלנו בנושא