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

Kufřík matematických záhad

Historie matematiky se klene přes celá tisíciletí, učí se ji a používají lidé na celé planetě. Nezabránil tomu ani Codex Justinianus, sbírka všech zákonů a nařízení východořímského císaře Justiciána I, podle kterého „Zavrženíhodné umění matematické jest zakázáno především“.

Studenti postavili trikoptéru připomínající vosu

Měří jen 40 centimetrů, ale rozhodně ji nepřehlédnete. Trikoptéru Elektra, kterou na českobudějovické Vysoké škole technické a ekonomické (VŠTE) postavili studenti Jan Večerek a Tomáš Szendrei, pohánějí tři opravdu velmi hlasité rotory.

Bohatá diagnostika tokamaku ITER

Jak se obsluha tokamaku dozví, co se děje uvnitř vakuové komory v plazmatu? Prostředníkem mezi plazmatem a obsluhou budou, jako v každém tokamaku, nejrůznější diagnostiky. Vyhodnocovací zařízení obsadilo celé levé křídlo Trojbudoví (Tokamak Complex).

Vodík jako palivo budoucnosti

Investice do vodíkových technologií v posledních letech rostou. Loni dosáhly v Evropě rekordních téměř 22 miliard korun a dál se zvyšují. Hlavním cílem je snížit cenu vodíku, což by souběžně s budováním infrastruktury mělo urychlit energetické využití vodíku především v dopravě.

Utopený deštný prales

V přehradních nádržích vodních elektráren hluboko v Amazonii hynou statisíce stromů a stávají se tak velkým zdrojem emisí CO2 a metanu, skleníkových plynů.

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