Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
209) Různé materiály chladiče procesoru
29. 02. 2008
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.
Dotaz: Dobrý den, zde: http://fyzweb.cuni.cz/new/clanky/index.php?id=106
píšete: "Podle základního modelu velkého třesku náš vesmír vznikl ze singularity,
bodové oblasti prostoru „nabušené energií“. Proto tato oblast
tvořila velmi horké a velmi husté prostředí, v němž byla gravitace natolik
silná, že vesmír byl zakřiven sám v sobě s poloměrem křivosti jen 10-34 m."
Mohli byste mi prosím sdělit, kde se tato energie vzala? Podle zákona o
zachování energie by součet všech energií měl být nulový, nelze mít energii z
ničeho. Tedy někde je stejné množství chybějící energie. Tušíte aspoň kde se
nachází a jaké má vlastnosti (dle selského rozumu by měla mít vlastnosti přesně
opačné než "ta naše")? (Jaroslav)
Odpověď: Zákon zachování energie je mocné pravidlo, s nímž se potkáváme v běžném životě prakticky všude a již mnohokrát vedl k novým objevům. Mohlo by se tedy zdát, že jde o univerzální a všude platný zákon - ale není tomu tak. Existují děje, při nichž se energie nezachovává a rozpínání vesmíru je jedním z takových dějů. Trochu více se o tom dočtete například v článku Jiřího Jersáka v časopise Vesmír (2008/1).
Tvrzení, že zákon zachování energie neplatí úplně vždy, by mohl vést k domněnce, že by přeci jen bylo možné sestavit perpetuum mobile. Bohužel, nebylo - případy, kdy zákon zachování energie neplatí se k dolování a následnému zužitkování energie použít nedají.
Dotaz: Zemi trvá jeden oběh kolem Slunce asi 365 a čtvrt dne. To by znamenalo, že když
slavíme půlnoc 31.prosince, tak Země v tu chvíli ještě neoběhla úplně celou
otočku od Silvestrovské půlnoci minulého roku (to doběhne až někdy v 6 hodin
ráno 1.ledna). Je to pravda? Posouvá se stejným způsobem třeba i okamžik jarní
rovnodennosti? Děkuji za odpověď. (Frantisek Vejvoda)
Odpověď: Ano, okamžik jarní rovnodennosti se vůči našemu civilnímu kalendáři posouvá v nepřestupné roky o zhruba o 5 hodin a 49 minut kupředu, vpřetupném roce pak o 17 hodin 26 minut zpět dozadu. Jak si lze snadno zpočítat, není po 4 letech vše vyrovnáno, proto se v nyní používaném (gregoriánském) kalendári zavádí korekce. ta spočívá v tom, že není přestupný úplně každý čtvrtý rok, jsou tedy definovány výjimky (je-li letopočet dělitení 100 a zároveň není-li dělitelný 400, potom se o přestupný rok nejedná).
Dotaz: Tvrzení: Pokud zamezíme dělu možnost zpětného rázu, pak dělová koule doletí
mnohem dál. Prosím o vysvětlení tohoto tvrzení. Každého jako první vysvětlení
napadne zákon zachování hybnosti, ale mně se toto vysvětlení nezdá být pravdivé
proto, že připevněné dělo se sice nepohne vzhledem k Zemi, ale pohne s dělem
celá Země. Nejedná se spíš o efektivnější využití energie získané při zapálení
střelného prachu? Děkuji za odpověď. Kratochvílová (Dana Kratochvílová)
Odpověď: Ano, skutečně jde o lepší využití energie. Pokud zamezíme zpětnému rázu, bude se energie výbuchu střelného prachu předávat zejména urychlované dělové kouli, zatímco při zpětném rázu by se zpotřebovávala i na urychlování děla v protisměru.
Dotaz: Zaujímam sa o čierne diery a všetko, čo s nimi súvisí, ale minule so narazil na
otázku, aké využitie majú resp. aké budú možno mať v budúcnosti. Čítal so niečo o
možnosti pomocou takej velkej gravitačnej sily udržať stabilnú napr. červiu
dieru. Ako by ste videli potenciálne využitie čiernych dier v budúcnosti vy?
Dakujem za odpoved. (Ján Borovský)
Odpověď: Udržení tzv. červí díry a s tím související cestování prostoročesem je v současné době spíše na úrovni hypotéz a spekulací. Výrazně reálnější se jeví možnost používat rotující černé díry jako zdroj energie, což teoreticky možné je (prakticky se současnými možnostmi lidstva samozřejmě nikoli). Zajímáte-li se o tuto problematiku, doporučuju Vaší pozornosti knihu Černé díry a zborcený čas od Kipa S. Thorneho (v češtině vyšla roku 2004 v edici Kolumbus).
