Matematické Fórum
Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
#1 05. 01. 2022 18:57 — Editoval <h1>dydy</h1> (05. 01. 2022 18:59)
- <h1>dydy</h1>
- Příspěvky: 153
- Reputace: 0
Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Sice si myslím, že to odporuje termodynamickému zákonu <"teplo proudí mezi objekty, způsobem vedoucím k přiblížení , až vyrovnání jejich teplot">, ale je možné, že studený proudící vzduch (například 1°C) může způsobit, že ochladí volně položený předmět ve vzduchu tak, aby měl teplotu nižší (kus vlhkéhohadru zmrzne)? Aspoň dočasně.
1. Samotná podstata, že by vznikla termodynamická nerovnováha (jestli je tento termín na místě)), že proudící vzduch ochladí (původně i teplejší třeba) objekt na ještě nižší teplotu než má vzduch sám.
2. Podobné jevy v termodynamice mohou existovat (polytropický děj, kdy i když dodáváme objektu teplo, tak se ochlazuje - což není v rozporu - koná práci ) -nevím, zda to s tím souvisí přímo.
3. Zda s tím nějak souvisí přímo odpařování - rychlý vítr umocní odpařování a tím odebírání tepla urychlí a překročí mez tepelné výměny mezi vzduchem a hadrem, která se snaží vyrovnat teplotu hadru na teplotu vzduchu.
4. Návaznost na 3. v momentě, kdy je hadr vysušen- už dojde k vyčerpání zdroje " rychlého vysávání tepla" a naopak systém pozvolna se začne dostávat do rovnováhy(hadr se začne vracet na teplotu vzduchu) ??
5. Fenomén, že tento můžeme pozorovat déle - po zmrznutí dojde ke snížení tepelné vodivosti (což je měřítko rychlosti). ??
Jsou všechny tyto domněnky správné?
Pořád se předpokládá, že vítr fouká o konstantní teplotě.
Offline
#2 05. 01. 2022 20:22
Re: Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Vzduch nemůže ochladit těleso na nižší teplotu než má sám. Ale může ochladit kapalinu.
Kapalina se totiž může odpařovat. Běžná kapalina je samozřejmě voda..
Pokud je vzduch suchý, může se voda odpařovat, až do stavu, kdy vzduch dosáhne 100% vlhkosti. A na to spotřebuje teplo (skupenské teplo výparné), které může pocházet jak z té kapaliny, tak z okolního vzduchu.
Ovšem - kapalina se nemůže proudem vzduchu ochlazovat donekonečna, protože jakmile má nižší teplotu než ten vzduch, tak ji zase začne ohřívat. Takže se nakonec (za ideálních podmínek) vytvoří ustálený stav, kdy všechno teplo na odpaření vody dodává ten proud vzduchu, který se tím ochlazuje ... a ta ustálená teplota se nazývá "teplota mokrého konce", je to teplota, kterou (za ideálních podmínek) ukáže teploměr obalený vlkým hadříkem.
Tato teplota závisí na tom, jakou vlkost měl ten zduch než se do něj začala voda odpařovat. Čím byl vzduch sušší, tím je "mokrá teplota" nižší. Když bude mít vzduch vlhkost 100%, bude "mokrá teplota" stejná jako ta "suchá".
Toho se dá použít k měření vlhkosti vzduchu - říká se tomu aspirační psychrometr, a jsou to vlastně dva teploměry, jeden má suchý konec, druhý má na konci houbičku namočenou do vody. Ještě je tam větráček, co přes to žene proud vzduchu.
Když známe rozdíl teplot, můžeme z psychrometrického diagramu určit vlkost toho vzduchu.
Offline
#3 05. 01. 2022 20:27
Re: Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Pak je ještě jedna možnost, jak se mohou věci ochlazovat ... radiačním vyzařováním. Pokud je jasná obloha, mohou vyzařovat tepelné vlny, co utíkají do vesmíru, protože ten má teplotu asi jen 3K. Pochopitelně v noci...to je takový ten běžný důvod, proč se tvoří rosa nebo námraza...
Offline
#4 05. 01. 2022 20:38
- <h1>dydy</h1>
- Příspěvky: 153
- Reputace: 0
Re: Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Zajímavé . Sice to není uplně k dotazu (část odpovědi i moje navazující otázka :) ), nezáleží u toho psychrometru na výkonnosti větráku? Nebo to jen ovlivňuje rychlost konvergence do rovnovážného stavu?
Offline
#5 05. 01. 2022 22:24
Re: Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Ve skutečnosti záleží. Když je nízká, tak se vzduch kolem houbičky nasytí na vysokou vlhkost což brání dalšímu odpařování.
A když je moc vysoká, tak zas už odpařování neroste, ale hubička se víc ohřívá, než by měla.
Reálné psychrometry se tudíž musejí trochu kalibrovat...větrák se musí nastavit na optimální rychlost...
Relativní vlhkost se však zpravidla neměří na mnoho platných číslic, většinou je přesnost několik procent dostačující...
Dneska jsou i jednodušší způsoby jak měřit vlhkost, ale aspirační psychrometr je takový robustní, je odolný vůči nějaké kontaminaci, co může vzduch obsahovat, a nějak to měří i když se to nezkalibruje vůbec. Pokud samozřejmě správně měří ty teploměry.
Si to vyzkoušej, jestli máš doma nějaký teploměr, je to docela legrace...
Offline
#6 06. 01. 2022 12:41
Re: Může proudící vzduch ochladit těleso na nižší teplotu?
Ideální stav je, když vzduch obtékající houbičku má potom 100% vlhkost a stejnou teplotu, jako ta houbička. V nějaké trubce z izolačního materiálu by toho asi šlo bez problémů dosáhnout. Na volném vzduchu je to trochu problém...
Offline