Návody na pokusy

Článků v rubrice: 72

Dvojitá okna

V našich zeměpisných šířkách musíme naše byty a domy vytápět od podzimu až do jara. Stěnami a střechou, okny a dveřmi z budov však větší či menší množství vyprodukovaného tepla do okolního prostředí bez užitku uniká. V zájmu každého z nás je proto tyto úniky tepla co nejvíce omezit. Tepelné ztráty budovy nebo bytu přitom výrazně ovlivňuje kvalita oken. V popisovaném pokusu se názorně přesvědčíte, proč se v oknech používají dvě skla, oddělená vrstvou vzduchu.

Fotogalerie (4)
Začátek pokusu s vychlazenými kostkami másla na jednoduchém (vlevo) a dvojitém (vpravo) „okně“

Pomůcky

Dvě nádobky s horkou vodou, dvě plexisklové krabičky od CD, dvě kostky másla.

Postup

Jednu krabičku rozložte na dvě části. Plexisklové víčko bude představovat jednoduché okno s jedním sklem. Druhou krabičku budete potřebovat celou – bude představovat okno se dvěma skly, oddělenými vzduchovou mezerou. Dvě stejné nádobky naplňte do tří čtvrtin stejně horkou vodou. Do středu každého „okna“ umístěte kousek vychlazeného másla a obě „okna“ současně položte na nádobky.

Již za krátkou dobu zjistíte, že kostka másla na jednoduchém „okně“ se začne teplem z horké vody rozpouštět a za několik minut se rozpustí úplně. Kostka na dvojitém „okně“ zůstává po celou dobu pokusu prakticky beze změny, teplo z horké vody k ní téměř nepronikne. O izolačních schopnostech „okna“, opatřeného dvojitým sklem se tak velmi názorně přesvědčíte během pár minut. Použijete‑li dvě krabičky nad sebou (což představuje okno se 4 skly) dosáhnete ještě lepšího výsledku. Výsledek pokusu dokazuje, že dvojité okno je z hlediska úspor tepelné energie i finančních prostředků mnohem výhodnější než okno jednoduché.

Vysvětlení

Pevné látky a zejména kovy jsou dobrými vodiči tepla. K nejlepším tepelným vodičům patří stříbro a měď. Vzduch a ostatní plyny jsou naopak velmi špatnými vodiči tepla. U jednoduchého okna s jedním sklem teplo snadno uniká z místnosti ven. U dvojitého okna je mezi skly vrstva vzduchu, která výborně izoluje a brání úniku tepla. Ještě lepší izolační schopnost mají okna, mezi jejichž skly je vakuum.

Trochu fyziky

Tepelné ztráty budov jsou z větší části způsobené únikem tepla stěnami či okny. Množství tepla Q, které projde stěnou (nebo oknem) za určitou dobu, závisí na několika veličinách:

· na ploše stěny (S)

· na tloušťce stěny (d)

· na materiálu stěny (λ)

· na rozdílu teplot uvnitř budovy t1 a mimo budovu t2 (Δt = t1 – t2)

· na době (Ƭ)

Tuto závislost vyjadřuje tzv. Fourierův vztah:

Veličina λ se nazývá součinitel tepelné vodivosti. V tabulce uvádíme součinitel tepelné vodivosti pro vybrané materiály. Čím menší je λ, tím lépe daný materiál tepelně izoluje.


materiálλ (W.m‑1.K‑1)
stříbro
měď
beton
sklo
voda
cihla
dřevo
polystyren
vzduch
418
395
0,8
0,75
0,6
0,6
0,17
0,04
0,024


Fourierův vzorec má velmi praktické využití – vyplývá z něho, že tepelné ztráty můžeme výrazně snížit především použitím materiálu s malým součinitelem tepelné vodivosti λ a zvětšením tloušťky stěny d. Proto se při zateplování budov používá dostatečně silná vrstva polystyrenu nebo minerální vlny.

Jaroslav Kusala
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Včasná detekce rakoviny slinivky břišní

Karcinom pankreatu nepatří k nejčastěji diagnostikovaným zhoubným nádorům, ale je jedním z nejsmrtelnějších kvůli svému časnému lokálnímu rozšíření a metastatickému chování.

FYKOSí soustředění

O činnosti FYKOS (Fyzikální korespondenční seminář), který rozvíjí a řídí parta studentů z MatFyz, informuje Třípól pravidelně (a rád).

Vodíková revoluce změní globální energetiku

Klimatická změna i napjaté mezinárodní vztahy ohrožující energetickou bezpečnost celých kontinentů. To jsou podle studie poradenské společnosti Enerdata a Francouzského institutu pro mezinárodní ...

V2G znamená Vehicle to Grid

S rozvojem elektromobility se energetikům otvírá další možnost, jak vykrývat výkyvy sítě způsobené větší poptávkou ve špičkách i nestejnoměrnými dodávkami z obnovitelných zdrojů.

Vzduchová baterie, solární mrakodrap, přílivová laguna

Při hledání řešení energetických problémů lidstva se v poslední době ve světě objevila řada netradičních projektů. Izraelský kibuc Yahel nedaleko Rudého moře používá k ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail