الجواب:
يبرد الثلج الماء.
التفسير:
عند إضافة الثلج إلى الماء، فإن درجة حرارة الثلج تكون أقل من درجة حرارة الماء. وبما أن الحرارة تنتقل من جسم أكثر حرارة إلى جسم أقل حرارة، فإن الحرارة ستنتقل من الماء إلى الثلج. ونتيجة لذلك، سيرتفعت درجة حرارة الثلج وسينخفضت درجة حرارة الماء.
وبشكل أكثر تحديدًا، فإن الثلج يحتاج إلى حرارة من أجل أن يذوب. وكمية الحرارة اللازمة لذوبان كمية معينة من الثلج تسمى حرارة الانصهار. وبما أن الحرارة تنتقل من جسم أكثر حرارة إلى جسم أقل حرارة، فإن الماء سينقل الحرارة إلى الثلج حتى يذوب.
وهكذا، فإن الماء يسخن الثلج حتى يذوب، ثم يبرد الماء مرة أخرى بسبب انخفاض درجة حرارة الثلج الذائب.
التجربة العملية:
يمكن إجراء تجربة عملية لإثبات أن الثلج يبرد الماء. للقيام بذلك، يمكن وضع كأس زجاجية فيها ماء له درجة حرارة الغرفة على سطح مستو. ثم يمكن إضافة مكعبات الثلج إلى الماء. وبعد فترة من الزمن، ستلاحظ أن الماء قد أصبح باردًا. وهذا يعني أن الثلج قد برد الماء.
العوامل التي تؤثر على عملية انتقال الحرارة:
تعتمد سرعة انتقال الحرارة من جسم إلى جسم آخر على عدة عوامل، منها:
- اختلاف درجة الحرارة بين الجسمين: كلما كان الفرق بين درجة حرارة الجسمين أكبر، زادت سرعة انتقال الحرارة.
- مساحة التلامس بين الجسمين: كلما زادت مساحة التلامس بين الجسمين، زادت سرعة انتقال الحرارة.
- طبيعة المادة: تنتقل الحرارة بشكل أسرع في المواد الصلبة منها في المواد السائلة أو الغازية.
وفي حالة إضافة الثلج إلى الماء، فإن الفرق بين درجة حرارة الثلج ودرجة حرارة الماء كبير، مما يؤدي إلى انتقال الحرارة بسرعة كبيرة. كما أن مساحة التلامس بين الثلج والماء كبيرة، مما يؤدي إلى زيادة سرعة انتقال الحرارة أيضًا. وأخيرًا، فإن الثلج مادة صلبة، مما يؤدي إلى انتقال الحرارة بشكل أسرع من الماء.
