Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 125 dotazů obsahujících »fyzikální«
66) Přeměna tepelné energie na elektrickou
19. 08. 2003
Dotaz: Jak lze převádět tepelnou energii na elektrickou? Existují kovy nebo slitiny,
které vedou teplo elektrony? Lze uskutečnit převod v malém prostoru (asi
0,5 m3)? (Karel)
Odpověď: 1. Není to tak prosté, protože druhý zákon termodynamiky zakazuje např.,
aby se při cyklickém ději teplo odebírané z jediné tepelné lázně měnilo na
práci, aniž se přitom část tepla dodá jiné tepelné lázni s nižší teplotou.
Ale například sluneční světlo můžete částečně převádět na práci (např.
elektrický proud), protože jeho ekvivalentní teplota je vyšší než teplota
našeho pozemského okolí. Elementárním příkladem takového převodu je
křemíkový fotočlánek.
2. Tepelná i elektrická vodivost všech kovů a jejich slitin je převážně
způsobena elektrony, které se v nich celkem volně pohybují.
3. To je otázka spíš technická než fyzikální: řešení závisí jednak na tom,
v jaké formě teplo dodáváte (horká voda, sluneční světlo,...), jak hodláte
systém chladit okolím (ten 2. zákon přelstit nejde) a taky jak to udělat s
rozumně nízkými pořizovacími i udržovacími náklady, aby to vůbec mělo
ekonomický smysl.
Myslím, že dosti perspektivní jsou polykrystalické křemíkové moduly,
technologicky méně náročné než monokrystalické, ale detaily neznám.
Dotaz: Můžete mi, prosím, objasnit fyzikální příčinu blednutí barev na
slunci? Proč barevné obrázky časem získávají namodralou barvu? (Martin)
Odpověď: To je spíš otázka pro chemiky (odmyslíme-li si invektivu fyziků vůči
chemikům, že celá chemie je jen speciální částí fyziky okrajových
elektronů). Barva látky je dána hlavně její strukturou v rozměrech
přiměřených vlnovým délkám viditelného světla, a ta je určována chemickým
složením, anebo je dána strukturami rezonujícími na odpovídajících
frekvencích. Barva se tedy mění, mění-li se struktura (např. rumělka HgS z
rudé na černou modifikaci) anebo chemické složení vnějším vlivem (např.
běloba olověná PbCO3 pod vlivem sirovodíku na černý PbS) anebo konečně -
zvláště u jásavých organických barviv - nějakým tím štěpením, oxidací či
jinou adicí na struktury vytvářející barvu látky (např. u diazobarviv).
Není pak celkem divu, že uměle zkonstruované jasné barvy jsou citlivé na
prudké světlo, které může buď samo svou intenzitou látku chemicky poškodit,
anebo může aktivovat či štěpit všudypřítomnou vodu na radikály, které se
pak na násobné vazby ochotně napojí a poničí tím předchozí úsilí chemiků -
syntetizátorů. Na druhou stranu jsou však i organická barviva překvapivě
stálá vůči teplotě i chemickým vlivům, např. indigo, které lze dokonce i
přesublimovat (dávalo se do modrých dýmovnic).
Dotaz: Nevím přesně, zda to je dotaz na fyziku, nu uvidíme: Geny vnímám přes úroveň
chemie jako mikrozápis určité informace. Vůbec nechápu, jakým MECHANICKÝM
(???) způsobem se informace v DNA uložená dekóduje, nebo čte. Jde o nějaké
doplňování na způsob otisku? Tedy jde mi o to, jak z genetického kódu
vznikne člověk, jakým FYZIKÁLNÍM způsobem se DNA může postupně TRANSFORMOVAT
v určitou konkrétní bytost. (Michal Rusek)
Odpověď: Máte pravdu, tohle je dotaz na molekulární biologii. Z hlediska alespoň
chemického (když už ne přímo fyzikálního) lze myslím celkem pochopit z
prostorových důvodů replikaci našeho kouzelného dvojřetězce. Jeho
ovlivňování dalších funkcí organismu bych bral chemicky podobně, tj.
informace o tom, které buňky se mají množit a jak se mají organizovat, by
snad bylo možno chápat prostřednictvím vzniku specifických enzymů (vysoce
účinných katalyzátorů pro velmi specifickou chemickou reakci). Jejich výběr
a tvorba by mohly být určeny velmi podobně, tj. "otiskováním" (prostorovým
vlivem) příslušného úseku DNA. Ale raději se na to zeptejte molekulárních
biologů.
Dotaz: Co je fyzikální podstatou stability při jízdě na kole? Je nesporným faktem, že
udržet rovnováhu na kole při jízdě, a to i při velmi malých rychlostech, je
daleko snazší než v klidu, tedy při nulové rychlosti. Na druhé straně otáčivý
moment samotných kol jízdního kola při malých rychlostech, výše zmíněných,
bude asi docela malý. Podílí se na zvýšení otáčivého momentu kol
jízdního kola i hmotnost cyklistů nebo stačí našemu mozku malý otáčivý moment
samotných kol na překonání problému s rovnováhou? (Ales Vetesnik)
Odpověď: Příčinou je vlastnost roztočeného kola, které, pokud na něj nepůsobí síly,
udržuje osu své rotace stále ve stejném směru a nemění ani rychlost.
Tato vlastnost roztočeného kola, jakýsi “odpor” ke změně způsobu rotace
trochu připomíná setrvačnost puku letícího po ledě, který na rovném ledě
prakticky nemění směr a velikost rychlosti svého pohybu, pokud na něj ovšem
nepůsobí síla - např. hokejka brankáře. Jestliže u puku mluvíme o jeho
setrvačnosti, u roztočeného kola bychom asi mohli mluvit o
“rotační setrvačnosti”.
Celý článek o stabilitě na jízdním kole si přečtete zde .
Dotaz: Dokázal již někdo přijatelně vysvětlit proč jsou některé látky průhledné a
průsvitné? Jak procházejí fotony hmotou? Nezdá se mi, že by šlo o postupné
předávání vlnění z čelní plochy skrz až na plochu výstupní. Dopadající fotony
přece nemají takovou energii, aby dokázaly rozkmitat celou tlošťku a navíc (u
látek průhledných) bez zkreslení. Jak to ty fotony dělají? (Pavel Dombrovský)
Odpověď: Vaše formulace se mi zdá být zatížena takovou "materiální"
představou fotonů jako kuliček z něčeho zformovaných - třeba střel, které
si mají prorazit cestu "nepřátelským územím". Ale tomu tak není. Realitě je
stejně blízká představa, že foton je pomluva, která se šíří mezi lidmi -
vzruší je (rozkmitá je), oni ji předají dál, a zapomenou na ni. I toto je
samozřejmě jen příměr.
Chcete-li hlubší fyzikální obraz, podle kterého by taky šlo něco
spočítat, pak nezbyde než sáhnout po nějaké učebnici fyzikální optiky.
Z hlediska kvantové teorie je to všecko jednak složitější, jednak
jednodušší. Zavádíme tzv. účinný průřez pro to, abychom jednoduše popsali
"velikost terče" při interakci (srážce); průběh srážky se počítá kvantově,
ale o tom nemá smyslu mluvil takhle "letmo". Taky foton (coby kvantovaná
elektromagnetická vlna) v látkovém prostředí je "něco jiného" než foton ve
vakuu - v látce se prostě na elektromagnetických kmitech E, B "přiživí" i
nabité částice tvořící látku (jádra, elektrony). Proto vychází ustálená
rychlost menší než c. Rozbor přechodových jevů je dosti složitý i klasicky
(viz např. Stratton: Teorie elektromagnetického pole).
Mimochodem, takové neutrino dokáže proletět Zeměkoulí s velice
vysokou pravděpodobností, že se vůbec neodchýlí.
