Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 9 dotazů obsahujících »studenější«
2) Dřevo teplejší než ocel?
29. 07. 2006
Dotaz: Při běžném doteku se člověku zdá, že např. ocel je studenější než dřevo,
přestože jsou dlouhodobě se stejných teplotních podmínkách, tedy jejich teplota
by měla být podle mě stejná. Je něco takového v ideálním prostředí se stejnou
teplotou možné? Nebo je to jen klam daný větší vodivostí některých materiálů -
takže odvedou či přivedou rychleji více či méně tepla z našeho těla? (Richard Votava)
Odpověď: Skutečně je to způsobeno různou tepelnou vodivostí (a někdy také různou tepelnou kapacitou) jednotlivých látek. Představte si, že máme prkno (kus dřeva) a ocelovou trubku, obojí o teplotě 15°C. Když se chytnu onoho prkna, moje ruka (která má teplotu řekněme 36°C) díky nízké tepelné kapacitě dřeva celkem rychle zahřeje tu část prkna, jíž se zrovna dotýká. Navíc se díky mizerné tepelné vodivosti dřeva toto teplo (předané při zahřívání kousku dřeva rukou) téměr neodvádí pryč. Dřevo si tedy vlastní tělesnou teplotou ruky zahřeju a nejen, že se mi pak dřevo zdá teplejší, ono v místě dotyku skutečně teplejší je. Pokud se za stejných podmínek chytnu ocelové trubky, bude teplo předávané mojí rukou trubce rychle odváděno do zbytku trubky, neboť kovy jsou dobré tepelné vodiče. V místě dotyku se mi tedy tu část trubky podaří zahřát podstatně méně, než dřevo, takže je trubka v místě dotyku sice trochu zahřátější než zbytek trubky, ale ne tak výrazně, jak je tomu v případě prkna. Trubka se mi jeví studenější, neboť v místě dotyku jsem si ji méně zahřál.
Opačná situace nastane v případě, že bude prkno i trubka mít teplotu vyšší, než je teplota mojí ruky. V tomto případě nedochází v místě dotyku k ohřívání, ale naopak k ochlazování materiálu prostřednictvím mojí ruky. Ocel (lepší tepelný vodič) se mi podaří rukou ochladit v místě dotyku méně, protože bude ochotněji přivádět teplo z ostatních částí trubky. V místě dotyku tedy bude reálně teplejší než dřevo.
Za zmínku ještě stojí skutečnost, že důležitou roli hraje i tepelná kapacita. Zatímco tepelná vodivost říká, jak rychle dokáže materiál odvádět teplo někam jinam, tepelná kapacita nám říká, jak moc dokáže materiál "skladovat" teplo sám v sobě. Když vstoupíte do sauny o teplotě třeba 80°C, celkem rychle ochladí vaše tělo vzduch ve svém těsném okolí (díky relativně nízké tepelné kapacitě vzduchu ve vaší těsné blízkosti) a nedojde k poškození vašeho zdraví. Pokud bych se ale rozhodl skočit do bazénku s vodou o teplotě 80°C, způsobím si značné zdravotní problémy (pokud to vůbec přežiju), neboť tepelná kapacita vody je veliká a moje tělo nezvládne dostatečně rychle ochladit vrstvu vody v mém těsném okolí. A nutno dodat, že zde se navic projeví i lepší tepelná vodivost vody.
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě, proč když teplá voda stoupá nahoru (například princip ústředního teplovodního topení), vodní plochy zamrzají od shora (Vojta)
Odpověď: Souvisí to s tzv. anomálií vody. Hustota vody při 0°C je nižší než při teplotě 4°C. V rozmezí 0°C až 4°C tedy hustota vody s teplotou stoupá a bude se tedy chovat tak, že "těžší voda" (ta, co má vyšší hustotu a je tedy teplotně blíže 4°C) se bude snažit být níže než "lehčí voda" s teplotou blíže 0°C. Rybník v zimě tedy bude zamrzat od shora, noboť nahoře je studenější voda (a kromě toho hladina rybníka je účinněji ochlazována okolím než jeho dno). Pro vodu teplejší než 4°C je tomu ale s hustotou obráceně - zde platí, že teplejší voda má nižší hustotu, "je lehčí". Při teplotách nad 4°C proto teplejší voda stoupá vzhůru a chladnější klesá, čehož se využívá třeba právě ve zmíněném ústředním vytápění.
Může za to skutečnost, že kovy vedou teplo lépe než dřevo. Dřevo lze považovat za tepelný izolant. Když šáhnete na studený dřevěný předmět, ruka celkem rychle zahřeje povrch dřeva a předmět pak už nestudí. Položíte-li ruku na předmět kovový, dojde sice také k zahřívání povrchu kovu vaší rukou, z druhé strany (zevnitř předmětu) je však teplo z povrchu odváděno do zbytku předmětu a tím je povrch ochlazován.
Dotaz: Chtěla bych se zeptat, proč vydrží zmrzlina v termosce studená a čaj teplý? (petra)
Odpověď: Termoska je nádoba s dvojitými skleněnými stěnami, mezi kterými je
vyčerpán vzduch a stěny jsou zevnitř stříbrně pokoveny. Teplo se tedy
přes stěny špatně šíří, tepelnému záření brání kovový povlak, který
ho odráží, vedení a proudění je potlačeno tím, že mezi stěnami je
skoro vakuum. Teplo z čaje proto nemůže snadno unikat ven do
chladnějšího prostředí a obráceně teplo z venku se špatně dostává
dovnitř ke studenější zmrzlině.
Dotaz: Proč dojde k prasknutí láhve,zmrzne-li v ní voda? (Petr)
Odpověď: Milý Petře, Váš dotaz souvisí s roztažností látek. Určitě víte, že všechny látky jsou složeny z atomů. Když látku zahřejete, začnou atomy kmitat rychleji, jejich kmity "zabírají" více prostoru a atomy se tak od sebe vzdalují. Všechny látky se při zahřátí roztahují. Ale různé látky různě. Při ochlazení se potom naopak smršťují. Ale voda se chová jinak!!! Váš příklad to dokazuje. Led má větší objem než voda, ze které vznikl (má tedy o trochu nižší hustotu). Voda se při zahřátí z 0°C chová neobvykle. Při vzrůstu teploty z 0°C na 4°C se totiž smršťuje. Od 4°C se dále roztahuje jako všechny ostatní kapaliny. Při teplotě 4°C zabírá voda nejmenší objem, má tedy největší hustotu a je-li obklopena teplejší nebo studenější vodou, bude klesat ke dnu. Proto v zimě voda v rybnících a řekách zamrzá na povrchu, ale u dna se stále udržuje voda o teplotě asi 4°C, v níž přezimují ryby a jiní vodní živočichové. Podívejte se na web a zkuste tam najít zajímavé články o vodě.
