تخيل أنك تمشي على المناظر الطبيعية الثلجية في التندرا في القطب الشمالي. من الواضح أنك تبدأ في الشعور بالبرد مع كل الرياح الباردة الجليدية التي تهب من حولك.



 أنت تبحث بشكل محموم حولك بحثًا عن مأوى ، لكن لا يوجد شيء سوى ثلج ناصع البياض من حولك. أخيرًا ، تجد كوخ الإسكيمو ، وهو مصنوع أيضًا من الثلج! تدخل الهيكل ، وبعد فترة تفاجأ عندما تجد أنك بدأت تشعر بالدفء!

إن كوخ الإسكيمو ، المصنوع من نفس الثلج المتجمد الذي يجعلنا نشعر بالبرد ، جيد أيضًا في الحفاظ على دفء الناس. ولكن كيف؟ كيف يمكن لشيء بارد جدا أن يجعلك تشعر بالدفء؟

حسنًا ، هذا له علاقة بالخصائص المذهلة للثلج وهيكل كوخ الإسكيمو.


لماذا نشعر بالبرد؟


نظرًا لأن سيناريو القباني بأكمله عبارة عن تفاعل بين البرودة والحرارة ، فلنبدأ بفهم ما تعنيه كلمة "ساخن" و "بارد" في الواقع.

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي يمكن أن تنتقل من جسم إلى آخر.

 تنتقل الطاقة الحرارية من مناطق ذات درجة حرارة أعلى إلى مناطق ذات درجة حرارة منخفضة حتى تصبح درجات حرارة المنطقتين متساوية وتؤدي إلى توازن حراري.


يمكن أن تحدث حركة الحرارة هذه بالطرق الثلاث التالية كما هو موضح في الرسم التخطيطي:

باختصار ، يصف المصطلحان "ساخن" و "بارد" الحرارة نفسها. تصبح الأجسام التي تفقد الحرارة أكثر برودة ، في حين أن الأجسام التي تكتسب الحرارة تزداد دفئًا. لذلك ، عندما تشعر بالبرد ، فإنك تفقد الحرارة ببساطة.

التفاعل بين هذه الآليات الثلاث يحافظ على دفء الكوخ الإسكاني. لنرى كيف!


العلم وراء القباني.


في صباح بارد ، يمكن أن تجعلنا قطعة صغيرة نسبيًا من البطانية نشعر بالدفء والراحة. البطانية لا تولد أي حرارة من تلقاء نفسها وهي ليست شيئًا تعرفه بالضرورة على أنه "ساخن" ، فكيف تحافظ على دفئك؟ ببساطة عن طريق حجز حرارة الجسم من الهروب! البطانية في حد ذاتها ليست دافئة ؛ كل ما يفعله هو منع فقدان حرارة الجسم.

يعمل كوخ الإسكيمو على مبدأ مماثل. يعمل كوخ الإسكيمو كبطانية ضخمة ويحصر حرارة جسم الشخص داخل جدرانه.

يكمن مفتاح الكوخ الإسكاني الدافئ في اختيار المادة الخام المناسبة ؛ ولا يوجد سوى مادتين خام متوفرتين بكثرة في القطب الشمالي - الثلج والجليد.


ثلج مضغوط..


كوخ الإسكيمو مصنوع من الثلج المضغوط. الثلج المتصلب المدمج هو عازل كبير للحرارة لأن الثلج ليس سوى ماء شبه متجمد به ما يقرب من 95٪ من الهواء المحبوس. 

تخلق جزيئات الهواء المحتبسة بين بلورات الجليد الصغيرة جيوبًا هوائية ، والتي تعمل كعوازل ممتازة تمنع فقدان الحرارة بسبب الحمل الحراري. وبالتالي ، فإن الثلج هو المادة المثالية لبناء مسكن دافئ وسط بيئة القطب الشمالي المتجمدة.

على عكس الثلج ، فإن الجليد هو في الأساس ماء متجمد ولا يحتوي على الكثير من الجيوب الهوائية ، مما يجعله عازلًا سيئًا. وبالتالي ، يُفضل الثلج على الجليد لبناء الأكواخ الثلجية.


كيف يحافظ كوخ الإسكيمو على الدفء؟


يحول جسم الإنسان الطاقة من الطعام الذي نستهلكه إلى طاقة حرارية. تُفقد هذه الطاقة الحرارية من أجسامنا إلى البيئة الخارجية من خلال التوصيل والحمل الحراري ، وفي الغالب الإشعاع.

 تتحرك الحرارة المنفلتة حول الكوخ الإسكاني من خلال الحمل الحراري وتسخن بعض الهواء بداخله.

نظرًا لأن الهواء البارد أكثر كثافة من الهواء الدافئ ، فإن الهواء البارد يستقر في الجزء السفلي من كوخ الإسكيمو ، بينما يتحرك الهواء الدافئ لأعلى باتجاه الجزء العلوي من الهيكل. تقديم الطعام لهذا ، يتم تقسيم أرضية كوخ الإسكيمو إلى طبقات. 

الطبقة العلوية الدافئة هي المكان الذي ينام فيه الناس ، والطبقة الوسطى للطبخ والحرائق ، والأرضية الغارقة السفلية تعمل كمغسلة باردة.


تمنع الجدران العازلة للثلج فقدان حرارة الجسم وتحمي الناس أيضًا من الرياح الباردة التي تهب في الخارج.

وبالتالي ، فإن الكوخ الإسكاني يستخدم حرارة الجسم ذاتها لتنظيم درجة الحرارة بالداخل.


هل هيكل كوخ الإسكيمو يؤثر على دفئه؟


يلعب هيكل الكوخ الإسكاني أيضًا دورًا مهمًا في حصر الحرارة بالداخل.

الباب الصغير والنفق الصغير المؤدي إلى القبة المركزية للكنيسة الإسكيمو لهما مغزى خاص بهما. يعمل النفق الصغير الغارق بزاوية قائمة على حوض بارد ، بينما يمنع أيضًا العواصف الثلجية والرياح الباردة من أن تهب مباشرة إلى المقصورة الرئيسية للكوخ الإسكيمو.

هل فكرت يومًا لماذا تتشكل الأكواخ الثلجية على شكل قباب؟ لماذا لا توجد أكواخ خشبية تكعيبية؟ حسنًا ، شكل كوخ الإسكيمو يحدد ثباته. قبة كوخ الإسكيمو على شكل كاتينويد.

 يوفر هذا الشكل الاستقرار الهيكلي ويضمن عدم انقلاب الكوخ الإسكاني أو الانهيار تحت الضغط.


ما مدى دفء كوخ الإسكيمو؟


إذا تم بناؤه بشكل صحيح ، يمكن أن يخلق كوخ الإسكيمو فرقًا بحوالي 40 بين البيئة الداخلية والخارجية ، فقط من خلال استخدام حرارة الجسم.

في دراسة أجريت ، وجد أنه داخل كوخ الإسكيمو ، بالقرب من أجساد الناس ، كانت درجة الحرارة حوالي 36.

 في الهواء المحيط بالناس ، انخفضت درجة الحرارة إلى ما يقرب من 16 درجة مئوية وفي النهاية البعيدة ، بالقرب من جدران كوخ الإسكيمو ، كانت درجة الحرارة حوالي 1 درجة مئوية. أيضًا ، إذا كان هناك المزيد من الأشخاص داخل كوخ الإسكيمو ، فإنه يصبح أكثر دفئًا.

على الرغم من أن 16 ℃ أو 1 ليست مريحة تمامًا ، بالنظر إلى أن درجة حرارة تضاريس القطب الشمالي يمكن أن تصل إلى -40 إلى -50 ، فإن الكوخ الإسكاني يقوم بعمل رائع في تنظيم درجة الحرارة. 

وبالتالي ، بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون في درجات حرارة أقل من الصفر ، فإن الكوخ الإسكاني يجعله مسكنًا ممتعًا.