SOS Iskola, lopás, "vádalku", nehéz fizikai kényszermunka. Bonyolult felületszámitási feladat. Mit tegyek? Loptam a fizika szertárból kénsavat, salétromsavat és glicerint hogy nitroglicerinnel szórakozzunk. De kifelemenet a tanár

A fal részecskéi is táncot járnak.

A hideg gáz részecskéi: nagy mozgási energiájú részecskék,

A meleg gáz részecskéi: nagy mozgási energiájú részecskék,

A fal részecskéi: köztes, közepes mozgási energiájú részecskék.

Ha egy lassan guruló biliárdgolyó beleütközik egy fürgén izgő-mozgó golyóseregbe, akkor valószínűleg valamelyikük meglöki, és az eredetileg lassan érkező biliárdgolyó gyorsabban fog továbbpattani, mint ahogy jött.

Ha viszont egy gyors biliárgolyó beleütközik egy csomó álló biliárdgolyóba, akkor az álló biliárdgolyók megmozdulnak, a gyors biliárdgolyó meg valamivel lassabban fog továbbgurulni, hiszen az energiájának egy részét átvették a többiek.

Nagyobb az esélye annak, hogy a gyorsak adjanak át energiát a lassúaknak, mint fordítva. Ha több ezer ütközésből álló kísérleteket végigcsinálnánk, akkor úgy statisztikailag, nagyobb számban inkább így történne.

A hőáramlás sebessége azért függ a hőmérsékletkülönbségtől, mert... Képzelj el egy ezerfokos izzó vasdarabot egy nullafokos szobában. Nyilvánvalóan szinte érzi az ember, hogy a vasdarab szintje ontja magából a hőt a szoba felé: sugárzik, még világít is, körülötte forró levegő áramlik, és azt is könnyen elképzelhetjük, hogy egyetlen perc alatt akár száz fokkal is lehűl (mondjuk ezer fokról kilencszázra). Szóval rengeteg hőt ad ki magából, gyors iramban hűl, és gyorsan fűti a szobát is, jól látszik is, milyen erősen sugárzik.

Viszont amikor a vasdarab már mondjuk csak olyan százfokos, akkor már nem is sugároz annyira. Egyáltalán nem világít, hősugárzása is alig van, és a levegő sem kavarog forrón különösebben körülötte. Egész egyszerűen kevésbé ontja magából a hőt.

Olyan ez, mintha a hőmérsékletkülönbség valamiféle préselésszerű, nyomásszerű, erőhatásszerű lenne: minél nagyobb a hőmérséklet-különbség a két test közt, annál nagyobb ,,erővel'' préselődik át a ,,hőanyag'' a két test között. Ezt persze ne vedd szó szerint, ez csak afféle képzelet. Régen még ténylegesen így képzelték, ma már tudjuk, hogy nincs igaziból ,,hőanyag'', de a folyamat ,,lecsengésének'' elképzelése talán így könnyebb.

Gyerekkoromban fizikus akartam lenne, de nem lettem, matekkal és programozással foglalkozom. A fizikát igazából csak elképzelni próbálom, olvasgatni szoktam hbbiból néha róla.

Igen, azt hiszem igen, bár a részecskékkel kapcsolatos statisztikai részhez nem értek különösebben, tehát nem tudnék igazán teljes statisztikus mechanikai számításokat csinálni, de valahogy így képzelem én is.

Azt meg, hogy mondjuk vékonyítom a falat (vagy pedig megnövelem a fal felületét), és így megggyorsítom a hőátadást, azt valahogy így képzelem el konkrétan:

Eredeti eset (vastag és sima elválasztó fal)

IDŐ '_ '_'_ MELEG'_ '_'_ HIDEG

0. percben: 100''' C és '0''' C

1. percben: '75''' C és 25''' C

2. percben: '62,5' C és 37,5' C

3. percben: '56,25 C és 43,75 C

4. percben: '53,125 C és 46,875 C

(A kis ' felsővessző csak azért van, hogy szépen egymás alá kerüljenek a sorok)

Gyorsabb hőátadás esete (amikor vékonyabb a fal, vagy pedig nagyobb a fal felülete):

IDŐ '_ '_'_ MELEG'_ '_'_ HIDEG

0. percben: 100''' C és '0''' C

1. percben: '62,5' C és 37,5' C

2. percben: '53,125 C és 46,875 C

Itt látszik, hogy tulajdonképpen itt is ugyanazok a számok vannak, mint az előző táblázatban, sőt azt is mondhatnánk, hogy ez a táblázat majdnem olyan, mintha az előző táblázatnak minden második sorát írnám csak le, és átírnám a percadatokat.

A lényeg az, hogy itt már az első percben bekövetkezik az a hőmérséklet, ami az előző esetben csak a második percben tudott megvalósulni. És itt a gyorsabbik esetben már a második percben beállnak azok a hőmérsékletek, amelyek az előző, lassabbik esetben csak a negyedik percre tudott bekövetkezni.

Ha grafikonon ábrázolnám a görbéket, akkor látnám, hogy olyan, mintha a második (a gyorsabbik) esetben a grafikonokat ,,zsugorítanám'' az x tengely mentén: az első (,,lassabb'') grafikon pontjainak a másik (gyorsabb) grafikonon olyan pontok felelnek meg, amelyek ugyanolyan ,,magasan'' vannak a függőleges tengelyen, de csak feleannyira ,,messze'' a vízszintes tengelyen.

Tehát pl. az ,,2. percre 62,5 fok'' az a gyorsabbik grafikonon ,,1. percre 62,5 fok'' lesz. Látszik hogy tényleg ez jelenti azt, hogy a hőátadás kétszer gyorsabb: feleannyi idő alatt jutunk el ugyanazokhoz a hőmérsékletekhez, amik a lassabbik grafikonon csak kétszer olyan hosszú idő alatt tudnak bekövetkezni.

Végigolvasva én is kedvet kaptam a témához, beleolvastam a szakirodalomba, remélem nem írok hüleségeket:)

Hosszú értekezés a hőszigetelésről, ökoházakról, stb... A lényeg: A hővezetési tényező nem lineárisan függ a falvastagságtól, hanem logaritmikusan csökken:

[link]

[link]

A hőáramlásról:

[link]

Röviden: a hőáramlás egyenesen arányos ezzel a "hővezetési tényezővel".

( Wiki: [link] )

Illetve a pdf-ben érdekes az első gyakorlati feladat:

A hőáram egyrétegű síkfal esetén egyenesen arányos a két fal felületének hőmérsékletkülönbségével (K vagy °C), a fal hővezetési tényezőjével (W/mK), a hőáramlásra merőleges falfelülettel (m^2), fordítottan arányos a falvastagsággal (m).

K * W/mK * m^2 / m = W = J/s

Tehát a harmónikaszerű fal érdekes kérdés, mivel (kis méretekben) még mindig "jobbról balra" áramlik a hő, ezért a merőleges felület nem növekszik. Amikor viszont már szinte vízszintes csíkokra bontottad, az áramlás iránya függőleges és nagyon sok helyen áramlik, itt már biztosan sokszorosan gyorsabban áramlik.

A különböző falvastagság pedig "logaritmikusan" számít az időben. (Nincs olyan vastag fal hogy örökre külön maradjon, sem hogy rögtön kiegyenlítődjön.)

Remélem nem kavartalak meg nagyon.

[link]

Erről le lehet olvasni (A hőátadás gyorsabb, ha az U nő).

Pl 3cm mészhomokra U=1, 30cm-re U=0.16 -> 6.25-ször lassabban egyenlítődik ki. Más anyag, más vastagságok mellett ez a szám változik.