Návody na pokusy

Článků v rubrice: 75

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

Projekty jaderného dálkového vytápění

Vloni ČEZ spustil dlouho očekávaný provoz horkovodu z Temelína do Českých Budějovic. Dálkové vytápění poskytuje teplo třetině města. Psali jsme o něm podrobněji v článku https://www.3pol.

Náhrada uhelných elektráren jadernými

Vzhledem k tomu, že spotřeba uhlí stále roste navzdory celosvětovému úsilí o snížení emisí skleníkových plynů, několik zemí se poohlíží po strategii využití ...

Alexandrit pro satelitní výzkum

Společnosti z Litvy, Itálie a Německa se spojily, aby pomohly Evropě získat jeden z klíčových materiálů pro evropské vesmírné mise. Během projektu GALACTIC (financovaného EU) vyvinuly evropský ...

Spotřeba uhlí ve světě roste

Globální spotřeba uhlí se v roce 2022 vyšplhala na nové historické maximum a i v roce 2023 zůstane poblíž této rekordní úrovně, protože silný růst v Asii pro výrobu energie ...

V PET Centru Brno je první světová mikrolaboratoř QC1

Začátkem prosince proběhla v brněnském PET centru instalace prvního beta systému QC1 Trasis. Tato „laboratoř v kostce“ o rozměru stolního počítače dokáže provádět většinu ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail