Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 226

Zima a čerstvý vzduch

Je zima, ale v našich domovech pěkně teploučko. Jak ale teplo neztratit a přitom se „neudusit“? Odpovědět je nasnadě – musíme se naučit správně větrat. Jak na to?

Fotogalerie (1)
Ilustrační foto

Pokud vypneme topení, otevřeme okna dokořán a rychle vyměníme vzduch za čerstvý, pak se po uzavření oken tepelná rovnováha v místnosti obnoví téměř okamžitě. Tepelná kapacita vzduchu je totiž ve srovnání s pevnými předměty v místnosti a zdmi velmi malá.

Fyzikální vysvětlení je jednoduché – hustota atomů v pevných látkách je asi 1000x vyšší, než je ve vzduchu při stejné teplotě a tlaku. Jak dlouho tedy větrat? To už není tak jednoduché, protože musíme uvážit tepelné relaxační časy RC (R je tepelný odpor a C tepelná kapacita) všech objektů v místnosti. Například tepelný relaxační čas prázdné skleničky na víno je půl minuty, zatímco u plné lahve vína je to okolo tří hodin. Pro stěny místnosti a jiné velké objekty to je ještě několikanásobně déle. Větrání, aniž by došlo k vychladnutí stěn a předmětů, je tedy snadno proveditelné. Konvekční proudění vzduchu o malé tepelné kapacitě rychle obnoví původní teplotu v místnosti. Z hlediska úspor energie je takovýto způsob větrání, byť by se nám zdál v době klimatizačních zařízení zastaralý, tím úplně nejlepším a nejšetrnějším! Naopak stálý, byť malý, přísun studeného vzduchu do našeho pokoje způsobí, že teplotní gradient poblíž naší kůže bude strmý a nám se tedy bude zdát zima.

V příjemně teplém pokoji se dobře řeší fyzikální problémy, porovnejme tedy dvě situace: studený pokoj a teplý pokoj. Ve kterém bude celková energie molekul vzduchu větší (pokud zanedbáme průvan)? Protože střední kinetická energie molekuly plynu je přímo úměrná teplotě, celková kinetická energie teplého pokoje by měla být větší. Ale je v tom háček. Když teplota stoupá, vzduch se rozpíná a některé molekuly uniknou netěsnostmi tak, aby tlak zůstal nezměněn. Uvažujeme-li tedy vzduch jako ideální plyn, je jeho hustota za stejného tlaku nepřímo úměrná teplotě a energie je dána jen kinetickou energií. A protože objem našeho pokoje se nemění, dojdeme k překvapujícímu závěru: Když vytopíme náš pokoj, celková energie vzduchu v něm se nezmění!

Podle Europhysics News 40/6, str. 30, l.J.F. (Jo) hermans * Leiden University, The Netherlands *
Hermans@Physics.LeidenUniv.nl

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Samoorganizace (v) plazmatu

Výzkum plazmatické samoorganizace najdete na křižovatce energie fúze, astrofyziky a pohonu vesmírných lodí. Je známa nejméně od počátku šedesátých let, i když se jí tak ještě neříkalo.

Porucha pláště palivového článku

Nedávno Čínský úřad pro atomovou energii (CAEA) informoval, že v jaderné elektrárně Taishan došlo k menší poruše pláště paliva.

Bez chytrých sítí se moderní energetika neobejde

Energetika se v posledních letech dramaticky proměňuje. Sílící tlaky na větší podíl obnovitelných zdrojů a uhlíkovou neutralitu na jedné straně a zvyšující ...

Severní mořská cesta je alternativou k Suezu

Když došlo letos v březnu k zablokování Suezského průplavu, zesílily diskuze o alternativách, které by nebyly náchylné k podobným událostem.

Montáž ITER: první cívka poloidálního pole je na místě

Největší tokamak na světě staví v Cadarache na jihu Francie sedm partnerů: EU, Rusko, Čína, USA, Japonsko, Jižní Korea a Indie. Palivem bude směs deuteria a tritia ve stavu plazmatu.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail