Návody na pokusy

Článků v rubrice: 70

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

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail