אחרי שאפיתם לחם מחמצת, ואולי אפילו גיבנתם גבינה מחלב ויוגורט כי כבר לא היה מה לראות בנטפליקס, נעשיתם רעבים. מכיוון שיש לכם גם לחם וגם גבינה - שנגיד שאתם ממש משקיענים והיא גבינה צהובה - ובתכלס כי זה טעים, אתם מכינים לעצמכם טוסט. מה שמים בטוסט? חמאה או מיונז, כמות נכבדת של גבינה צהובה, וגם פרוסות עגבניה - כי עגבניה זה טעים. אתם מחממים את הטוסט שלכם, אולי במחבת ואולי יש לכם טוסטר המכונה "משולשים". אחרי כמה זמן, הלחם פריך, הגבינה ניתכת וכל העסק נראה מאוד מזמין. אתם מחכים קצת שהטוסט יתקרר, ועכשיו הלחם חמים למגע והגבינה ממש סבבה. אתם נותנים ביס, וכל תוכנה של השמש כאילו נשפך לכם לתוך הפה, ולמה לעזאזל יש לי כווייה עכשיו ואני לא יכולה לטעום כלום. למהההה?
מן הידועות היא שהטמפרטורה הכי גבוהה שנמדדה על כדור הארץ נמדדה בחתיכת עגבניה שמישהו שם לעצמו בטוסט (לא באמת - [1]). אבל למה?
בשביל להבין את זה, צריך קודם להבין איך דברים מתחממים ומתקררים. חום הוא צורה של אנרגיה. האנרגיה הזו יכולה להגיע על ידי מעבר ממשהו חם, או להתגלגל מצורה אחרת של אנרגיה. למשל, חיכוך הוא תופעה שבה אנרגיה מכנית או קינטית מתגלגלת לאנרגית חום. כשאנחנו שמים את הטוסט שלנו בטוסטר, אנחנו מעבירים את האנרגיה החשמלית לאנרגית חום בטוסטר (בדרך כלל על ידי התנגדות חשמלית), ומקווים שהטוסטר יעביר חלק מהאנרגיה הזאת לטוסט שלנו והטוסט יתחמם.
איך אנחנו מחליטים שהטוסט שלנו התחמם? מה קובע מתי הגבינה מותכת בדיוק בצמיגות הרצויה? לגבינה, או לייתר דיוק לרכיבים של הגבינה יש טמפרטורת התכה מסוימת, וכשהגבינה מגיעה לטמפרטורה הזאת היא ניתכת. אבל חום הוא לא טמפרטורה, למרות שלפעמים אנחנו אומרים "למדוד חום" ומתכוונים למדידת הטמפרטורה של הגוף שלנו. כשאנחנו מחממים משהו, אנחנו מעלים את הטמפרטורה שלו אבל הקשר הוא לא ישיר, אלא תלוי בגודל שנקרא "קיבול חום". כמו המושג "כלי קיבול" או המושג החשמלי של קיבול, קיבול חום הוא מדד לכמה אנרגיית חום דרושה כדי להעלות את הטמפרטורה של חומר מסוים. כדי להיות קצת יותר מדוייקים, מגדירים גם את המושג "קיבול חום סגולי", שהוא כמות החום שצריך לספק ליחידת מסה של חומר כדי להעלות את הטמפרטורה שלו במעלה צלסיוס אחת [2]. הטמפרטורה של חומר עם קיבול חום נמוך תעלה יותר מאשר הטמפרטורה של חומר עם קיבול חום גבוה, אם תספקו להם את אותה כמות אנרגיה.
לנוזלים באופן כללי יש קיבול חום יותר גבוה מאשר למוצקים, ומבין הנוזלים למים יש קיבול חום גדול (אבל לא הגדול ביותר). זה אומר שעל מנת לחמם מים לטמפרטורה מסוימת צריך להשקיע יותר אנרגיה מאשר אם היינו מחממים למשל - לחם. אבל זה לא אומר רק את זה. כי אם קיבול החום הוא גבוה צריך הרבה אנרגיה בשביל לחמם את החומר במעלה, זה גם אומר שהחומר צריך לאבד הרבה אנרגיה כדי להתקרר במעלה.
עכשיו הגענו לפתרון התעלומה. כשהטוסט יוצא מהטוסטר, כל המרכיבים שלו הם באותה הטמפרטורה - זו של הטוסטר - ואז, מחכים שהטוסט יתקרר. בעגבניה יש הרבה מים. בנוסף, העגבניה תחובה עמוק בתוך הגבינה והלחם כך שיכולת איבוד החום שלה לסביבה לא גבוהה במיוחד. אז יש לנו מה שהוא בסופו של דבר ספוג בצבע אדום עם מים (כן, זו רדוקציה מאוד קיצונית של עגבניה, אבל זרמו איתי פה), שבנוסף בודדנו אותו מהסביבה על ידי זה שציפינו אותו בגבינה מותכת. בזמן שהלחם והגבינה התקררו הרבה, העגבניה איבדה פחות מהחום שהם איבדו, ובגלל קיבול החום הגבוה שלה, גם המעט חום שהיא איבדה לא הספיק להוריד את הטמפרטורה שלה באופן ניכר.
האנלוגיה המשעשעת לליבת השמש לא ממש נכונה - העגבניה לא התחממה יותר מהלחם או הגבינה. אבל בעוד הלחם והגבינה התקררו לטמפרטורה שאפשר לשים בפה בזמן שחיכיתם, העגבניה ממש לא. הדרך לצרף את העגבניה לטוסט שלכם היא לכן מראש לא לחמם אותה ולא לשים אותה בתוך הטוסט. במקום זה, שקלו את האפשרות להנות מפרוסות עגבניה קרירות לצד הטוסט החם שלכם, בלי שישרף לכם הפה.
הצילום בראש הכתבה שותף תחת רשיון Creative Commons BY 2.0
מקורות:
