Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 9 dotazů obsahujících »studenější«
3) Proč voda v rybníce zamrzá od shora?
30. 06. 2006
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.
Dotaz: Slyšel jsem někdy někde o zařízení, které svým prostorovým uspořádáním způsobuje rozdělení vzduchu, který je skrz toto zařízení hnán, na chladnější a teplejší část. Domnívám se, že nějakým způsobem třídí molekuly podle rychlosti, přesně však jeho princip neznám. Nepodařilo se mi zatím zjistit další údaje, ačkoli má být takové zařízení v omezené míře používáno v průmyslu. Nevíte o co by se mohlo jednat? (Radek Haleš)
Odpověď: To, co popisujete, by odporovalo 2. zákonu termodynamiky.
(Například by šlo na výstup napojit tepelný stroj mezi
teplejším a studenějším vzduchem.) Něco takového by dělal
"Maxwellův démon", který by otvíral a zavíral
dvířka molekulám podle toho, zda jsou dost rychlé.
Podrobnější rozbor a výpočet ukazuje, že k pozorování
molekul by tento démon potřeboval dodatečné zdroje energie i
entropie. Použití v průmyslu patří zřejmě k novinářským
kachnám. Informace z WM magazinu prostě nemůžete brát
vážně.
Ohlas
čtenářů: (od Rudolfa Mentzla mentzlovi@quick.cz): Četl jsem vaši reakci "Maxwellův
démon" na dotaz Radka Haleše. Myslím, že došlo k
nedorozumění. Pan Haleš měl asi na mysli tzv. vírovou
trubici (někdy se jí také říká trubice bláznů). Kde se
používá v průmyslu bohužel nevím, ale údajně ji
používají hasiči ke chlazení svých obleků. Druhou větu
termodynamickou neporušuje, jde to celé na účet kinetické
energie plynu, která se trubicí žene.O trubici se lze dočíst
v knize Pavel Kessner, Zdeněk Tůma: Zajímavé otázky z
Fyziky. Vysvětlení, které je zde podáno je ale hodně
populární, takže by mne také zajímalo, jak to doopravdy
funguje.
