ما از اول صبح که بیدار میشویم با علم ترمودینامیک سر و کار داریم. چطور؟
خب اولین کاری که میکنیم این است که یک استکان چایی یا یک لیوان قهوه برای خودمان آماده کنیم. پس کتری را میگذاریم روی اجاق گاز یا چایساز یا سماور یا قهوه ساز یا هرچیز دیگری که آب را به جوش آورد، روشن میکنیم جوش آوردن آب یک پدیدهی ترمودینامیکیست. ما به مولکولهای آب انرژی میدهیم تا آنقدر انرژی آنها زیاد شود که بتوانند از آب بپرند بیرون و وارد هوا شوند. ما در این مرحله با یک تعادل گاز(بخار)-مایع (vapour-liquid equilibrium) مواجه هستیم که یک پدیدهی ترمودینامیکی است.
اما مرحلهی بعد چیست؟
در مرحلهی بعد آب جوش را میریزیم روی برگهای خشک شدهی چای یا آن را از روی پودر قهوه عبور میدهیم. فرقی نمیکند که آن جامد چای سیاه باشد یا چای سبز یا گل گاو زبان یا هر چیزی دیگر. در این حالت با پدیدهی نفوذ مواجه هستیم. مولکولهای خاصی از درون این جامدات، به درون مایع نفوذ میکنند. به این پدیده، نفوذ یا diffusion گفته میشود که علت آن، اختلاف غلظت (اگر دقیقتر بگوییم پتانسیل شیمیایی) این مولکول درون برگ چای و محیط اطرافش است.
مثلا اگر مولکول کافئین را در نظر بگیریم، غلظت این مولکول درون چای بیشتر از آب جوش است و آرام آرام از درون چای خارج شده و وارد آبجوش میشود تا وقتی غلظت آن مولکول همه جا یکسان شود. حالا چایی حاضر شده و شما دو حبه قند را داخل آن میاندازید تا در کنار صبحانه، یک چای شیرینی هم میل کنید. در این حالت پدیدهی انحلال اتفاق میافتد. مولکولهای آب میتوانند پیوند بین مولکولهای قند را بشکنند و سپس در اثر نفوذ، مولکولهای قند داخل چای شما پخش میشوند. پس انحلال هم یک پدیدهی ترمودینامیکی است.
حالا چایی را میل میکنید و چایی به رودهی شما میرسد. در روده، مولکولهای کافئین و قند که درون چای شما پخش شده بوده اند، دوباره در اثر همان اختلاف پتانسیل، از دیوارهی رودهی شما جذب میشوند و وارد جریان خون شما میشوند. این مولکولها با جریان خون به سلولها میرسند و در آنجا نیز در اثر همان نفوذ، وارد سلول میشوند و به مصرف سلول میرسند. وقتی سلولها این مولکولها را مصرف میکنند، پسماند آن که حالا دیگر یک مولکول جدید و غیرقابل مصرف است را دوباره وارد خون میکنند. این مولکولها که حالا در سیاهرگها هستند، از کلیهها عبور میکنند.
در کلیهها در اثر اسمز معکوس که باز هم یک پدیدهی ترمودینامیکی است، این مولکولهای بلااستفاده از جریان خون خارج میشوند و وارد ادرار انسان میشوند.
و اینطور است که ما از صبح خروسخون با ترمودینامیک سر و کار داریم. راستی اگر مثل من عادت دارید چایتان را با فوت کردن سرد کنید، باید بدانیم آن نیز یک پدیدهی ترمودینامیکیست. شما با این کار، مولکولهای پرانرژیتر را زودتر از چای خود بیرون میاندازید.