adminml

Proč se voda lépe ohřívá než chladí? (Malé každodenní zázraky)

Decrease Font Size Increase Font Size Text Size Print This Page

FOTO: Žena, voda. Ilustrační foto

 

Dana Tenzler: Malé každodenní zázraky. Proč se voda lépe ohřívá než chladí?

Ohřát vodu je jednoduché. Zapnete vařič, zapálíte dřevo nebo plyn a vodu dáte do blízkosti zdroje tepla. S ochlazením je to složitější. (délka blogu 3 min.)

V dnešní technické době není ohřev vody na bod varu nic složitého. Zapneme vařič a postavíme na něj konvici s vodou. Trvá to většinou jen několik minut než se voda začne vařit. Jistě jste si ale všimli, že se zpátky na svou původní teplotu ochlazuje daleko pomaleji. Než dosáhne dvaceti stupňů Celsia, může to trvat i několik hodin (podle konstrukce varné konvice). Jak to, že se voda ohřívá rychle ale chladne tak pomalu?

Opověď dá (jako tak často) fyzika.

FOTO: Pixabay.com licence CC0

 

Rychlý ohřev a pomalé ochlazování

Podívejme se na příklad kovové konvice naplněné vodou. Voda, která se ohřívá z běžné pokojové teploty (kolem 20 stupňů Celsia) na bod varu musí překonat rozdíl 80 stupňů. Přitom pohltí určité množství energie, která se převede na pohybovou energii molekul vody.

Teplo potřebné k ohřátí tělesa o určitou teplotu lze vypočítat pomocí následujícího vztahu:

Q = hmotnost tělesa * měrná tepelná kapacita * rozdíl teplot

Z tohoto jednoduchého vzorce vyplývá hned několik zajímavých souvislostí. Čím těžší těleso ohříváme, tím více tepla se spotřebuje. Různé látky mají různou “spotřebu” energie. Čím je požadovaná výsledná teplota vyšší, tím více tepla musíme vynaložit na ohřev.

Stejně funguje také ochlazování. S jedním malým rozdílem – teplo se tentokrát vyzařuje horkou vodou do okolí konvice.

Při ochlazování je proto situace odlišná než při zahřívání vody. Teplota varné desky dosahuje běžně několik set stupňů Celsia. Může tedy vodě předávat značné množství energie a celkem svižně ji ohřát až na teplotu, při které se začíná vypařovat: bod varu, sto stupňů Celsia. K podobně rychlému ochlazení bychom potřebovali podobně vysoký rozdíl teplot – a náš chladič by musel mít teplotu mínus několik set stupňů Celsia. Nic takového v přírodě samozřejmě nenajdeme. Nejnižší dosažitelná teplota se pohybuje nepatrně nad – 273,15 °C. Navíc vykazuje naše chladící médium (vzduch kolem konvice) teplotu kolem +20 °C. Ochlazování tedy musí probíhat daleko pomaleji než ohřev vody.

Teplo a Energie

Energie, kterou spotřebuje voda při ohřátí o jeden stupeň Celsia je mimochodem dost podceňována. Na ohřátí 1 kg vody o 1 stupeň je potřeba 4187 J. To nevypadá na první pohled moc zajímavě.

Představme si ale, že stejnou energii investujeme do zrychlení (kinetické energie). Podle vzorce E=(m*v2)/2 dosáhne nebohý kilogram vody rychlosti 329 km/h. To je rychlost, kterou dosahují za optimálních podmínek na některých tratích vlaky typu ICE.

FOTO: ICE, zdroj pixabay.com licence CC0

 

Podobně můžeme stejné množství energie vynaložit na překonání gravitačního pole Země. Kilogram vody by se pak ocitl ve výšce 426 metrů. To je mimochodem výška mrakodrapu 432 Park Avenue v New Yorku.

FOTO: Mrakodrap Park Avenue 432 je vysoký téměř 426 metrů. Zdroj: Citizen59 (Own work) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/432ParkAvenueJuly2015.JPG

.

Ano – pořád ještě mluvíme o energii, která je potřebná k navýšení teploty vody o jeden jediný stupeň. Pro srovnání – naše těla jsou běžně o 20 stupňů teplejší, než okolí. V 70 kilogramech “živé váhy” se tedy skrývá opravdu úctyhodné množství energie.

FOTO: Pixabay.com licence CC0

 

Text: Dana Tenzler, blog na iDNES: ODKAZ

 

Dana Tenzler

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občasným dotazům – ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Blog na iDNES provozuji ve svém volném čase pro radost.

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého – je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům.

 

Klikněte si na rubriku, do které se chcete podívat:


Záhady

UFO

Duchové

Yetti, bigfoot

Pterosauři

Djatlov

Vodní příšery

Tasmánský tygr

Ještěři

Kruhy v obilí

HUM

Cestování v čase

Zajímavá věda

Optické klamy

Písničky

Burian

Hlavolamy

Novinky

Můžete se ponořit ještě hlouběji do archivu:


Kuriozity
Skryta 
Komiksy

Rychlé šípy

Štika

Co
Kreslene vtipy 
Co
Svět z výšky Legendární reklamy Děs, běs, katastrofy tipy Finty Jak se vyrábí Zpevak autotrpaslici Zajímavosti o Chorvatsku Skládání bankovek 
Marže

Povídky

Extra

A třeba i ještě hlouběji, kde jsou skryté rubriky Zahady.info:


Skutečná pravda

Eugenika

Svět bez lidí

Chemtrails

Islám

Šifra

Luiz Antonio

Sprostí klasikové
Sex

Zahady.info
Zahady.info

Prohlédněte si i nový YouTube kanál ZAHADY info:

YouTube

Zahady.info: Záhady, zajímavosti, věda, historie, dobrodružství…

You must be logged in to post a comment Login