Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
575) 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.
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě, jestli se "hlasitost zvuku" sčítá. Tzn. jestliže bude
v místnosti mluvit člověk hlasitostí 100dB a přidá se druhý člověk, který bude
mluvit také hlasitostí 100dB, bude v místnosti hluk o síle 200dB?? (Martin Rabat)
Odpověď: Pokud je spektrální složení hluku zhruba stejné, tak se hlasitost "sčítá", ale pozor: decibely udávají logaritmy. Takže hluk 100 dB "+" 100 dB je "2x" hluk 100 dB, a protože log 2 = 0,3, tak dvojnásobný hluk je o 0,3 B = 3 dB víc. Tedy 100 dB "+" 100 dB = 103 dB. Stejně tak dva zdroje hluku 60 dB dají dohromady 63 dB apod. Mám o tom výklad na svém multimediálním CD "teorie hudebního ladění", s barevným grafem a 8str. brožurkou s výkladem za 80 Kč.
Dotaz: Dobrý den, můj dotaz souvisí se sázkou, kterou jsem uzavřel při konzumaci
tekutého chleba v mé oblíbené „pekárně“ s kamarádem :-). Předem se
omlouvám za jeho položení, ale MMF UK je podle mě natolik prestižní zdroj
informací, že jistě nedojde k jejich zpochybnění z nějaké pokoutné stránky
nejlépe ekologických aktivistů. Dotaz: Je nadkritické množství štěpného
materiálu jedinou podmínkou vzniku nekontrolované štěpné reakce tzn. stačí k
sobě stačit (je li to vůbec nutné) dostatečné množství štěpného materiálu a
dojde k explozi (případně jaké asi řádově tlaky jsou k tomu potřeba a je zde
nějaké omezení okolním prostředím - vzduch)? Pokud ano, znamená to, že (jak
právě zněla sázka) stačí navážet štěpný materiál na hromadu a jednoho krásného
dne to bouchne? Za odpověď předem velice děkuji - pevně doufám, že bude z valné
části negativní :-) - a přeji hodně úspěchů a trpělivosti s touto bohulibou
aktivitou - zodpovídání zvídavých dotazů. S pozdravem Jiří Doležal (Jiří Doležal)
Odpověď: V podstatě ano, ke vzniku štěpné reakce opravdu může dojít i pouhým navršením hromady patřičného materiálu, jen je třeba dodat, že štěpný materiál musí být v náležitě koncentraci. Když totiž buďte vozit na hromadu přírodní uran, který obsahuje 0,7% štěpitelného izotopů U235 (zbytek je U238), tak asi kritického stavu nedosáhnete. Dá se tomu ale pomoci moderátorem, tj. materiálem, který zpomaluje neutrony a tak zvětšuje pravděpodobnost, že tyto pomaleji letící neutrony způsobí další štěpení, záleží má geometrii.
Dotaz: je pravda,¨že umístím-li do mrazáku dvě pet lahve, jednu se studenou a jednu s
teplou vodou, zmrzne dříve voda původně teplejší?Jak by se to dalo fyzikálně
vysvětlit? Děkuji (jana)
Odpověď: Máte-li mrazák, zkuste si to. V naprosté většině případů zmrzne dříve voda studená, ale může nastat i situace, kdy je tomu naopak - říkáme tomu Mpembův jev.
