Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 27 dotazů obsahujících »zahřívá«
2) Obyvatelé pouští a černé šaty
05. 04. 2011
Dotaz: Dobrý den, chtěla bych se zeptat, proč nosí obyvatelé pouší černé
dlouhé oblečení, když černé pohlcuje o hodně víc tepla než
bílé.Děkuji Lucie (Lucie)
Odpověď: Dobrý den. Černé oblečení se skutečně ohřívá na slunci více než
světlé (v horké poušti až o 6 stupňů Celsia). Všimněte si ale, že ony
beduínské róby jsou velmi volné, nikoliv upnuté k tělu. Černá látka
volného pláště, která se právě více zahřívá, pak více podporuje proudění vzduchu pod ním, čímž brání svému nositeli před přehřátím.
Dotaz: Proč se při řezání dřeva zahřívá pila více než dřevo? (Týna)
Odpověď: Dobrý den. Na ohřátí látky spotřebujeme určité množství tepla, než
jeho jednotková hmotnost zvýší svoji teplotu o 1 kelvin. Různé látky o
stejné hmotnosti spotřebují na ohřátí o 1 kelvin různé množství
tepla. Říkáme, že mají různou (měrnou) tepelnou kapacitu (lze najít v
tabulkách). Ta závisí na okolních podmínkách, jako je teplota látky,
vlhkost, ..., ale obecně lze říct, že ocel (naše pila) má mnohem menší
tepelnou kapacitu (asi 5x) než dřevo. Tedy se rychleji ohřívá.
Dotaz: Dobry den chtel sem se zeptat co bych musel udělat abych vyrobil žárovku
která vydrží 100let (nejsou žádná omezení) (Matěj Zeman)
Odpověď: Důležitým prvkem klasické žárovky je vlákno žhavené na vysokou teplotu - v nejběžnější dnes používané žárovce jde o wolframové vlákno (wolfram dobře snáší vysoké teploty, má poměrně vysokou teplotu tání), které se průchodem elektrického proudu zahřívá běžně až na teplotu okolo 2500 °C. Při takto vysokých teplotách ovšem snadno dochází k sublimaci (vypařování, odpařování) materiálu z povrchu vlákna, čímž se vlákno pomaloučku ztenčuje. Čím tenčí vlákno, tím více se ale zahřívá, až se jednou zahřeje na nějakém místě příliš, překročí lokálně teplotu tání a dojde k přetržení/"přepálení" vlákna. Tomuto jevu neumíme zabránit, můžeme se ale snažit jej zpomalit. Jednou z možností je nažhavit vlákno o něco méně - pak ale také méně svítí a přeměna elektrické energie na viditelné světlo je méně účinná. Další možností je vyplnit skleněnou baňku nějakou sloučeninou obsahující halogen - více viz článek Jak funguje žárovka a zářivka.
Dotaz: Dobrý den, měl bych dotaz týkající se akustiky. Pokud bude zdroj vlnění
umístěn ve vakuu, tak co se stane se vzniklou energií (vlněním)? Je jasné,
že vlnění se nebude šířit. Ale jak říkam, jak se bude chovat vlnění?
Bude snad soustředěné v jednom bodu? Nebo snad dokonce se energie vlnění
přemění na tepelnou energii? Předem děkuji za odpověď. S pozdravem Petr
Jirásek (Petr Jirásek)
Odpověď: Pro jednoduchost si představme obyčejnou ladičku:
Když do jejího dvojitého konce ťukneme, bude vydávat zvuk. Co se vlastně děje? Ťuknutím jsme způsobili, že se kunce ladičky od sebe rychle vzdalují a přibližují (tak rychle, že to očima nepostřehneme - jde to ale ukázat buď na zpomaleném filmovém záběru nebo třeba jednoduchým pokusem). Ťuknutím jsme tedy ladičce dodali energii. Také ze zkušenosti víme, že ladička po chvíli přestane znít, ptejme se tedy, kam se ta energie ztrácí. Důležité jsou zejména dva jevy. První je asi jasný - ladička při svém chvění naráží na vzduch, periodicky jej ve smém okolí svým chvěním/pohybem stlačuje a takto se měnící hustota vzduchu má charakter podélného vlnění šířícího se od ladičky. Prostřednictvím vlnění je ladičce postupně odebírána její kinetická/potenciální (deformační) energie uložená v jejím chvění, kmitání. Když řeknu totéž více lidově, tak ladičku "brzdí" vzduch, do kterého při kmitání naráží.
Druhou příčinou ztráty energie je pak cosi, co by se dalo nazvat jakési "vnitřní tření" v ladičce. To, že se chvěje, vlastně znamená, že se opakovaně trošku deformuje. A tato deformace a následná relaxace do původního stavu se neobejde (jako prakticky nic v libovolném látkovém prostředí) bez ztráty energie - ladička se přitom bude velmi velmi nepatrně zahřívat. Velmi jednoduše řečeno i v ladičče uvnitř materiálu dochází ke tření a ladička se tak při své deformaci v důsledku toho nemřitelně maličko zahřívá.
A jak to bude ve vakuu? První možnost odvodu energie - vlněním, zvukovými vlnami - zde není možná, nebude tedy nastávat. Druhá možnost se bude realizovat i ve vakuu. Výsledkum bude, že ladička nebude vyvolávat žádný slyšitelný zvuk (nemá se čím šířit), bude se jí tedy snáze kmitat/chvět. V důsledku vnitního tření v jejím materálu se ale bude pomalu nepatrně ohřívat na úkor svého chvění, až se její pohyb úplně zastaví. Kinetická/potenciální energie jejího chvěníse tedy plně přemění na vnitřní energii (laicky řečeno na teplo).
Dotaz: Dobrý den, dotaz zní, zda hliníkový chladič (typicky na CPU v PC) chladí jinak (lépe nebo hůře), než tvarově identický vyrobený z mědi. Jestli problému správné rozumím, závisí jen na barvě a ploše chladiče, materiál ovlivňuje pouze to, jak rychle soustava dosáhne ustáleného stavu (alespoň v případě sálání, nevím ale jak u proudění, které zde hraje velkou roli). Děkuji za osvětlení nebo třeba i jen nápovědu, link. (Ren)
Odpověď: Chlazení chladičem bereme jako stacionární děj, tj. ustálený stav
teplot se stálými toky tepla. I při stejném "topném příkonu" součástky a
stejném tvaru chladiče a stejném způsobu chlazení resp. sálání z
chladiče i v ustáleném stavu ZÁLEŽÍ na materiálu chladiče, protože pro
jiný materiál chladiče se na povrchu chladiče ustálí jiné teploty - čím
je materiál vodivější, tím budou teploty nižší.
Je potřeba rozeznávat vodivost tepelnou (charakterizující přenos
tepla = energie) a teplotní (charakterizující změnu teploty), dále
vedení tepla vnitřní (např. uvnitř zahřívané tyče) a vnější (přenos
tepla z tyče ven, tj. přes hranici dvou prostředí); o vnějším
předpokládejme, že za jinak stejných podmínek - vlastnosti povrchu a
okolního prostředí - bude rovněž stejné.
Představme si vedení tepla deskou. Nalevo ji zahřívá jistý děj,
který jí dodává stálý tepelný příkon W (třeba elektrická spirála) a
udržuje tam v rovnováze stálou teplota T2. Na druhé straně desky je
odvod + sálání tepla a udržuje se tam nižší teplota T1 díky chladicímu
prostředí. Nastala-li již rovnováha, vejde dovnitř zleva za danou dobu
∆t přesně to teplo, co za tutéž dobu odejde zprava. Tepelný příkon
W = Q / ∆t je roven tepelnému "výkonu" (do chladicího
prostředí), jinak by nebyla rovnováha a teplota tyče by se s časem měnila.
Nezabýváme se tou dobou, než se vše dostalo do rovnováhy (tato doba
roste s celkovou tepelnou kapacitou desky). Deska je již nyní ve
stacionární rovnováze, tj. prohřátá se stálým teplotním průběhem ).
V tabulkách je pro měď a hliník uveden součinitel *tepelné vodivosti*
λ (thermal conductivity), což je
λ = Q l / (S ∆t / ∆T) s označením
∆ je přírůstek resp. změna,
Q = celkové teplo prošlé deskou za dobu ∆t,
l = tloušťka desky vzorku,
S = plocha desky,
∆T = T2 - T1, tedy rozdíl teplot na opbou stranách desky.
Příslušný součinitel *teplotní vodivosti* "a" (thermal diffusivity) je
a = λ / (ρ cp) ,
kde ρ je objemová hmotnost (hustota) a cp měrná tepelná kapacita při
stálém tlaku, udává průběh teploty.
Ve stařičkých Valouchových tabulkách (v CGS), které mám právě po
ruce, jsem našel hodnoty:
kov
λ
cp
ρ
"a"(vypočteno)
Al
0,503
0,214
2,70
0,912
Cu
0,92
0,094
8,9
1,1
Poměr přenášených tepel za jinak stejné konstrukce bude Cu:Al=0,92:0,503.
