Dotaz: Pokud ponoříme kapiláru do vody začne kapalina vzlínat. Pokud by
voda, která by vytekla z kapiláry dopadla např. na vodní mlýnek, a kapilár bylo
mnoho, otáčel by se mlýnek díky kinetické energii na něj dopadající vody, voda
je vytlačována do kapilár tlakem vzduchu. Tudíž jsme do soustavy žádnou energii
nedodali, nebo je to jinak? (Jirka)
Odpověď: K Vámi popisovanému efektu nikdy nedojde, kapalina nezačne z kapiláry
přetékat, natož ze zahnuté trubičky odkapávat. Kapilární elevace či deprese je způsobena tlakem pod zakřiveným povrchem
kapaliny. Výsledná síla působí do kapaliny resp. ven podle toho, zda je
povrch vypuklý resp. vydutý. Charakteristika zakřivení je určena jevy u stěny
kapiláry (tím, zda kapalina stěnu smáčí či nesmáčí - vzájemně na sebe působí molekuly vody a materiálu kapiláry). Pokud tedy nebude
žádné rozhraní kapalina-stěna, nebude ani žádná síla, která by sloupec
tahala nahoru a ustanoví se rovnováha mezi stupněm zakřivení povrchu a
výškou kapiláry; povrchové napětí bude naopak vodě bránit vytékat.
Nejlepší způsob ověření ovšem je nesedět u klávesnice a pohrát si s kapilárami. Co třeba rtuť? Ta sklo nesmáčí, tak co kdyby nám mohl naopak probublávat
vzduch do kapaliny? :-)
Literatura: Bakule R. - Svoboda E. , Molekulová fyzika, Academia, Praha
1992
Dotaz: Na el. vysavači nejmenované značky je nápis 1400W a 750W spolu s grafickým
značením, které přisuzuje větší výkon sání a menší výkon motoru - sací síla
1400W. O čem tato informace vůbec vypovídá? Co znamená pojem sací síla vyjádřená
jednotkou Watt a jak si vysvětlovat její hodnotu převyšující hodnotu výkonu
motoru? Třešničkou na dortu je hodnota příkon motoru 750W, uvedená v technické
dokumentaci. (Standa)
Odpověď: Sdílím vaše rozpaky. Věřil bych tomu 750W, kterému rozumím (vy samozřejmě taky).
U vysavače bych nejraději viděl jednak, jaký podtlak (v Pa) dokáže vyvinout s
uzavřeným vstupem vzduchu (jakási analogie napětí naprázdno) a jakou vyvine
průtokovou rychlost (v m3/s) při plně otevřeném vstupu vzduchu (jakoby proud do zkratu).
Dotaz: Jak dochází na jízdním kole k přenosu síly a pohybu, jež jsou způsobeny tlakem
nohy na pedál? Co je vlastně příčinou, že so kola odvalují a jízdní kolo jede
vpřed? Když jezdec zjistí, že tachometruukazuje 28,8km/h, jaká je jeho
frekvence šlapání? (Petr)
Odpověď: Zanedbáme-li brzdící síly v ložiskách a řetězu kola, platí, že síla
nohy na šlapku pedálu se přenáší systémem páky, koleček a řetezem na
sílu, kterou pneumatika kola tlačí dozadu (vlivem síly statického
tření) vozovku. Reakce k této síle, tj. třecí síla, kterou vozovka
tlačí na kolo, je onou hnací silou, kterou je překonáván odpor
vzduchu (při rovnoměrné jízdě) případně urychluje kolo vpřed, když je
tato síla větší než odpor vzduchu.
Frekvence šlapání závisí na počtu zubů koleček prevodu a na
velikosti kola bicyklu.
Chcete-li ji zjistit frekvenci pro své kolo, udělejte si na vozovce 8 m dlouhou
čáru a změřte, kolikrát se musí otočit šlapka kola kolem dokola (360
stupňů) než těch 8 m ujedete. Číslo, které Vám vyjde, je ona hledaná
frekvence v otočkách za sekundu.
28,8 km/h = 8 m/s
Kolik otoček připadá na 8 m, musíte změřit, nebo
spočítat z geometrie kola, kterou jste neuvedl.
Dotaz: Nějak nemohu nikde najít vyjádření závislosti teploty rosného bodu na relativní
vlhkosti okolí. Poradíte mi? (Ludvík Trnka)
Odpověď: Pokud jde o přepočet relativní vlhkosti na teplotu rosného bodu, pak je
nutné ještě znát aktuální teplotu, k níž se hodnota relativní vlhkosti
vztahuje. K výpočtu se pak s plně vyhovující přesností využije poněkud
zjednodušený tvar Clausius - Clapeyronovy rovnice (viz např. Pechala,F.,
Bednář, J.: Příručka dynamické meteorologie, Academia, Praha, 1991) upravený
do výrazu:
E = Eo exp [- L/R ( 1/T - 1/To )],
kde E značí parciální tlak nasycené vodní páry při teplotě T (v kelvinech),
To = 273,16K, L je skupenské teplo vyparování, R měrná plynová konstanta vodní
páry a Eo parciální tlak nasycené vodní páry při teplotě To (viz běžné fyzikální
tabulky).
Pro výchozí teplotu T určíme z uvedeného vztahu hodnotu E, tu vynásobíme
relativní vlhkostí vyjádřenou jako desetinné číslo z intervalu 0 - 1 (např.
0,3 pro rel. vlhkost 30%). Dostaneme tak zjednodušeně, ale ve velmi dobrém
přiblížení, skutečný parciální tlak vodní páry pro náš případ. Ten se zpětně
dosadí za E a vypočte se teplota T, jež by při daném parciálním tlaku vodní
páry odpovídala stavu nasycení. Tuto teplotu pak můžeme interpretovat jako
hledanou teplotu rosného bodu. Jinak toto vše je tabelováno v tzv.
Psychrometrických tabulkách.
