Zadanie
Vonku je už zima a Jaro sa rozhodol ísť na prechádzku po krásnom zasneženom parku. Po dlhšom kráčaní sa unavil a sadol si na najbližšiu železnú lavičku. Avšak, lavička bola príliš studená a keďže nechcel ochorieť, zodvihol sa a pobral sa ďalej. O pár metrov našiel drevenú lavičku, na ktorú keď si sadol, tak cítil, že je menej studená a mohol si konečne v pokoji na chvíľu vydýchnuť. Počas zaslúženého odpočinku sa zamyslel. Prečo keď si sadne na železnú lavičku, tak má pocit, že je chladnejšia, ako keď si sadne na drevenú, aj keď majú rovnakú teplotu?
Aby sme vedeli vysvetliť to, čo Jaro pociťuje, musíme troška nahliadnuť do sveta biológie a vysvetliť, ako Jaro vníma teplotu. Naše nervy reagujú okrem samotnej teploty aj na to, ako rýchlo nám do tela prichádza tepelná energia, či ako rýchlo odchádza. Preto, keď teplo z nášho tela odchádza rýchlo, cítime to ako väčší chlad, než keď teplo uniká pomaly. To isté platí aj keď teplo prichádza.
Pozrime sa teda na naše dva materiály, z ktorých sú lavičky vyrobené: Kov a drevo. Keď sa dotkneme kovovej lavičky, teplo z nášho tela, ktoré je teplejšie ako lavička, sa začne rýchlo prenášať na kovovú lavičku. Naše nervy toto pociťujú ako rýchly únik tepla, teda pociťujeme chlad. U dreva je však tento tepelný presun pomalší, nepociťujeme to teda tak intenzívne. Inak povedané: Drevo je lepší tepelný izolant ako kov. Prečo však? Pre kov je charakteristické práve to, že jeho valenčné elektróny sú voľné, čo znamená, že voľne “pobehujú” po kovovom telese. Keď sa do kovu dostane tepelná energia, toto teplo sa presunie aj na tieto vodivostné elektróny. No a keďže sú voľné, vedia získané teplo veľmi rýchlo šíriť. Drevo takúto schopnosť nemá, jeho tepelná vodivosť je rádovo menšia.
Ešte sa pozrime na tepelnú kapacitu. Napriek tomu, že ju má drevo vyššiu, pociťujeme ho ako teplejšie. To preto, lebo tepelná kapacita je číslo, ktoré nám uvádza množstvo potrebnej energie na to, aby sme látku zohriali o jeden stupeň. Lenže uvedomme si, že keď sedíme na lavičke, zohrievame len tú časť, ktorej sa bezprostredne dotýkame. Takže aj keď na zohriatie drevenej lavičky potrebujeme viac tepla, toto teplo zostáva v mieste, na ktorom sedíme, zatiaľ čo v prípade kovovej lavičky je toto teplo rýchlo odvádzané do celého objemu vďaka vysokej tepelnej vodivosti. Čiže rozdiel je v tom, že v prípade drevenej lavičky musíme zohriať len tú časť, na ktorej sedíme, kým v prípade kovovej lavičky efektívne zohrievame celú.
Diskusia
Tu môžte voľne diskutovať o riešení, deliť sa o svoje kusy kódu a podobne.
Pre pridávanie komentárov sa musíš prihlásiť.