كيفية التحكم في درجة الحرارة بشكل صحيح: الحقيقة حول استخدام الزجاج المخصص للاستخدام في المختبرات
عند العمل مع أواني زجاجية مناسبة للاستخدام في المختبرات، لا يوجد أي مجال للخطأ. أي تغير غير متوقع في درجة الحرارة قد يؤدي إلى تكون ضغوط داخل الزجاج.
الأسوأ من ذلك؟ أن الزجاج قد لا ينكسر فورًا في المختبر، بل قد ينكسر بعد فترة، أثناء وجوده تحت الفراغ أو أثناء حدوث تفاعلات كيميائية. هذا كابوس لا يريده أحد. لمنع حدوث ذلك، نستخدم أجهزة تسخين بالأشعة تحت الحمراء التي يمكنها الحفاظ على درجة الحرارة ضمن نطاق 0.1 درجة مئوية.
لماذا يُعتبر هذا الفرق البسيط في درجة الحرارة مهمًا؟
الزجاج مادة صعبة التحكم في درجة حرارتها. لذا، يجب الحفاظ على درجة الحرارة في النقطة المناسبة حتى يتمكن الجزيئات من الترتيب في مكانها دون أن يتشوه الزجاج.
إذا كان هناك خطأ بسيط في درجة الحرارة، فسيظهر فرق حراري على سطح الزجاج.
نستخدم أجهزة تسخين بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجات القصيرة، لأنها لا تقتصر على التسخين السطحي فقط، بل تخترق الزجاج وتسخّن الجزء الداخلي منه بسرعة كبيرة، مقارنة بأجهزة التسخين التقليدية. دقة 0.1 درجة مئوية ليست مجرد رقم يُذكر في الخصائص التقنية، بل هي ما يمنع الزجاج من الانفجار عندما تزداد درجة الحرارة في المختبر.
كيفية التغلب على التأخير في التسخين؟
المشكلة في أجهزة التسخين التقليدية هي أنها تحتوي على كتلة حرارية كبيرة، مما يجعلها بطيئة في التسخين. بحلول الوقت الذي تدرك فيه أجهزة التسخين التقليدية أن درجة الحرارة قد انخفضت، يكون الزجاج قد تجاوز بالفعل النقطة الحرجة.
أما أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء، فهي تستجيب بسرعة لأوامر جهاز التحكم PID. هذا يساعد في الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة، حيث يتم تغيير مستوى الطاقة المستخدمة في غضون مللي ثوانٍ، مما يساعد في الحفاظ على سطح الزجاج في النقطة المطلوبة.
العيب: كثافة الطاقة
هناك توازن يجب مراعاته: أجهزة التسخين بالأشعة تحت الحمراء تحتوي على طاقة كبيرة في مساحة صغيرة. لذا، يجب التخطيط بعناية لتوزيع الأجهزة حول الزجاج. إذا كانت الأجهزة قريبة جدًا من بعضها أو غير متوازنة، فسيكون هناك مناطق ساخنة على سطح الزجاج. يجب أن يتم توزيع الأجهزة بشكل صحيح، وإلا فإن ذلك سيؤدي إلى نفس الضغوط التي كنا نحاول التخلص منها في الأصل.