Veľa energie spotrebujeme na prácu: na pohon áut, vlakov, lietadiel a iných dopravných prostriedkov, ďalej na pohon strojov v továrňach, na stavbách, v poľnohospodárstve aj v domácnosti.


Ale oveľa viac energie spotrebujeme na výrobu tepla: na vykurovanie domu, na ohrievanie vody, na varenie a pečenie, pri výrobe kovov, skla, porcelánu, cementu a iných látok, ktoré musíme zohriať na vysokú teplotu. Táto energia stojí veľa eur. Keď si napríklad kupujete oceľový výrobok, zaplatíte približne 1 € za kilogram ocele. Z toho približne tretinu stojí energia, ktorá sa pri výrobe a spracovaní tejto ocele spotrebovala. A vykurovanie bytu môže stáť 150 € mesačne aj viac.


Prečo vlastne v byte kúrime? Aby sme nahradili teplo, ktoré z neho „utečie‟ von. Keby sme teplu „zatarasili‟ cestu z bytu, nemuseli by sme toľko topiť a ušetrili by sme dosť eur. Inokedy chceme naopak cestu teplu „uľahčiť‟, napríklad keď ochladzujeme motor auta, aby sa neprehrial.


 

Užitočné šírenie tepla

 

Pri varení chceme, aby sa teplo z variča dostalo čo najľahšie do jedla. Preto robíme panvice a hrnce z kovov, ktoré dobre vedú teplo. Nádoby zo skla vedú teplo oveľa horšie. Ak varíme na elektrickom sporáku, musí byť dno hrnca alebo panvice čo najrovnejšie. Inak medzi dnom a platňou ostane vrstva vzduchu, ktorá bráni prechodu tepla.


http://www.cas.sk/clanok/192331/zdrave-varenie-necakajte-do-jari.html

 


Keď dáte na suchú panvicu kus mäsa alebo zeleniny, pripáli sa na niekoľkých miestach, kde sa panvice dotýka. Tam, kde je medzi ním a panvicou vrstvička vzduchu, zostane surové. Preto zvyčajne dávame medzi pokrm a dno nádoby olej (pri vyprážaní) alebo vodu ( pri varení a dusení). Voda ani olej síce nie sú zvlášť dobrými vodičmi tepla, ale aj tak sa nimi teplo šíri oveľa viac než vzduchom. Pokrm sa teda zohreje na všetkých miestach.


Niekedy chceme, aby teplo prechádzalo z pevnej látky do plynu alebo kvapaliny - napríklad z radiátora ústredného topenia do vzduchu. Čím väčšou plochou teplo prechádza, tým viac ho prejde. Preto musia mať radiátory čo najväčší povrch. Aby pri tom nezabrali veľa miesta, robia sa z viacerých článkov (rebier).


http://www.metagas.sk/detail-8711/styl-500-130-liat-radiator?login=forgot-password


V kotloch elektrární, teplární aj starých parných lokomotív preteká voda poohýbanou trubkou, okolo ktorej horeli plamene a prúdil horúci vzduch. Tým mala trubka veľký povrch na malom priestore, preto sa teplo z plameňov dostalo do vody čo najľahšie. Vodu v bojleri ohrieva horúca voda privádzaná z kotla cez tzv. vykurovací had. Ide o špirálovite stočenú rúrku, ktorá na dvoch miestach vstupuje a vystupuje z nádoby.


http://urobsisam.topky.sk/stavba-a-rekonstrukcia/materialy-a-vyrobky/ohrievace-vody-341.html


Pozrite sa zozadu na chladničku alebo mrazničku. Je tam čierna trubička (chladič), ktorá musí odvádzať teplo do okolia. Aj tá je vyrobená tak, aby mala čo najväčší povrch. K trubičke sú pripevnené kovové rebierka, ktoré povrch chladiča zväčšia ešte viac.

 

http://fyzikadoma.aronde.net/8a.htm


Rovnaký účel majú chladiace rebrá na povrchu elektromotora.

 

www.emotor.cz/asynchronni-elektromotor-trifazovy.htm

 

V chladiči auta preteká horúca voda úzkymi trubičkami. ktoré majú spolu veľký povrch. Teplo z trubičiek prechádza aj do plechových rebier, ktoré majú tiež veľký povrch. To všetko preto, aby sa horúca voda prichádzajúca od motora čo najviac ochladzovala.

 

http://www.dumax.sk/nakladne_auta.html


Vzduch sa od teplého povrchu ohreje a čo potom? Keď sa vzduch nehýbe, teplo ním ďalej takmer neprechádza. Preto musí vzduch okolo teplého povrchu prúdiť. Okolo radiátora stačí nechať voľné miesto. Zohriaty vzduch stúpa hore, prúdenie je samovoľné.


Chladničky a mrazničky nesmú byť priložené tesne k stene. Musí za nimi ostať trochu miesta, aby okolo ich chladiča mohol prúdiť vzduch. Kde nestačí prirodzené prúdenie, tam používame ventilátor. Preto je ventilátor napríklad pri chladiči auta.


 

Kde sa má teplo šíriť vedením, tam nesmú byť vzduchové vrstvičky.


Pre ľahký prechod tepla z pevnej látky do plynu alebo kvapaliny je potrebný veľký povrch a dobré prúdenie.


 

Ako bránime šíreniu tepla

 

Steny domu musia byť urobené z materiálu, ktorý zle vedie teplo. Keďže veľmi zlým vodičom tepla je vzduch, môže vás napadnúť urobiť stenu domu z dvojitej steny, medzi ktorou je vzduch. Ten nápad má však jeden nedostatok. Vzduch bude prúdiť tak, že odnáša teplo od vnútornej steny k vonkajšej. Ako tomu zabránime? Rozdelíme vzduch do veľa komôrok, medzi ktorými nemôže prechádzať. Preto staviame domy z dutých tehál alebo kvádrov, ktoré majú v sebe malé bublinky vzduchu.


http://www.tehelne.sk/obvodove-murivo.html


Ako sa teda robí materiál, ktorý dobre tepelne izoluje? Musí obsahovať veľa vzduchu, lebo vzduch zle vedie teplo. Ten vzduch sa však nesmie pohybovať, lebo by prenášal teplo prúdením. Preto ho uzavrieme do malých komôrok, alebo mu sťažíme prúdenie mnohými vláknami. Takým materiálom je napríklad vlna, bavlna a iné textílie, ďalej perie, minerálna plsť (sklenená vata), penový polystyrén a podobne. Pretože všetky tieto látky obsahujú veľa vzduchu, sú veľmi ľahké.


Na stavbách sa ako tepelná izolácia najčastejšie využíva minerálna plsť. Izolujú sa ňou podlahy, steny, stropy aj strechy. Vrstva minerálnej plsti má rovnakú izolačnú schopnosť ako hrubšia stena z plných tehál.

 

http://mojdom.zoznam.sk/cl/10132/1307166/Recyklacni-materialisti


Často sa tiež využíva penový polystyrén. Ním sa izolujú elektrické bojlery, chladničky a mrazničky. Používa sa aj na stavbách. Už podľa toho, aký je ľahký, viete, že obsahuje veľa vzduchu.


http://www.doka-m.sk/album/a/rez-okna-jpg/

 

Veľa tepla uniká z bytu oknom. Aby boli tieto straty čo najmenšie, robia sa okná s dvojitými a niekedy aj s trojitými sklami. Vzduch medzi sklami ale môže prúdiť, a tým teplo predsa len prenáša. Najmenej tepla prechádza oknom, v ktorom je vzdialenosť medzi sklami približne 1 cm, pretože vtedy nemá vzduch na prúdenie miesto.


Aj žiarenie odnáša cez okno z bytu teplo. Preto je výhodné v noci zaťahovať závesy. Tie tepelné žiarenie zadržia.


Ak chceme mať čo najlepšiu tepelnú izoláciu, musíme zabrániť šíreniu tepla vedením, prúdením a žiarením.



Zopakujte si:
1. Kde spotrebúvajú ľudia veľa energie?
2. Prečo majú radiátore rebrá?
3. Prečo majú tehly veľa komôrok?

Použitá literatúra:
Fyzika 8 pre základné školy a viacročné gymnázia, Martin Macháček

Zdroje obrazkov:
http://www.cas.sk/clanok/192331/zdrave-varenie-necakajte-do-jari.html
http://www.metagas.sk/detail-8711/styl-500-130-liat-radiator?login=forgot-password
http://urobsisam.topky.sk/stavba-a-rekonstrukcia/materialy-a-vyrobky/ohrievace-vody-341.html
http://fyzikadoma.aronde.net/8a.htm
www.emotor.cz/asynchronni-elektromotor-trifazovy.htm
http://www.dumax.sk/nakladne_auta.html
http://www.tehelne.sk/obvodove-murivo.html
http://mojdom.zoznam.sk/cl/10132/1307166/Recyklacni-materialisti
http://www.doka-m.sk/album/a/rez-okna-jpg/