Kas būna, kai pamiršti fizikos pagrindus

Šįkart – labai trumpai. Tiesiog pastebėjimas ir paaiškinimas, kilęs keliose vietose pastarosiomis dienomis perskaičius labai panašius straipsnius. Straipsniai buvo apie tai, kaip kažkoks britas sugalvojo apsišildyti namus su žvakutėmis. Kas čia blogai, kodėl blogai ir kaip suprasti, kad blogai – po kirpsniuku.

Visų pirma, trumpai apie tai, kame „išradimo“ esmė. Imam keturias arbatines žvakutes (tas, kur aliuminio formelėse būna), padedame po dviem vazonais ir uždegame. Oras cirkuliuoja tarp vazonų, šyla ir paskui šildo kambarį. Straipsniuose teigiama, kad per 8 valandas galima prišildyti kambarį.

Kas čia blogai? Ogi tai, kad užtenka vos vidurinės mokyklos lygio fizikos žinių, kad suprastum, jog tokie teiginiai yra arba nesąmonė, arba melas, arba mažų mažiausiai labai nepamatuoti. Tos reikalingos žinios yra vienas toks mažai kam žinomas dėsnis, vadinamas visuotiniu energijos tvermės dėsniu. Šiuo atveju energijos tvermė reiškia, kad nesvarbu, kokią sistemą padarysime, ji neduos daugiau galios, nei šildamos pačios žvakutės. O vienos žvakutės kuriama galia yra apie 35 W. Keturios žvakutės duoda maždaug tiek galios, kiek stipri kaitrinė lemputė (t.y. 150 W). Nuo kaitrinės lemputės kambarys paprastai neprišyla, taigi nuo keturių žvakučių irgi neprišils, nesvarbu, kaip gerai cirkuliuos oras.

Kitaip palyginti šį „šildytuvą“ su kitokiais galima ir pažiūrėjus į įvairius kitus buities objektus. Pavyzdžiui, mano laptopo maitinimo šaltinio galia yra apie 90 W. Kad ir kaip norėčiau, kompiuterio skleidžiamos šilumos tikrai nepakanka kambariui sušildyti. Virtuvėje įjungus viryklę, patalpa per kiek laiko tikrai sušyla, bet viryklių galia matuojama kilovatais. Šioje gijoje, kur aptarinėjamas būtent toks „šildytuvas“, pateikiami skaičiavimai, kad kambariui apšildyti reikėtų bent ~25 žvakių. 150 žvakių per parą – tikrai ne taip pigu, kaip galėtų pasirodyti.

O dar blogiau yra tai, kad šitoks „šildytuvas“ yra ne tik kad neefektyvus (geriau ir, greičiausiai, pigiau būtų naudoti elektrinį šildytuvą, jei jau centrinis nepatinka ar neturite tokio), bet ir nuodingas. Parafino garai, degančio knato ir to paties parafino dūmai, ypač nevėdinamame kambaryje (jei jį vėdiname, šildymo efektas dar labiau sumažėja) tikrai sveikatos neprideda.

Na o jau visai blogiausias dalykas su šituo yra tai, ką paminėjau trimis pastraipomis aukščiau. Jei žmonės turėtų šiokį tokį supratimą apie energijos tvermės dėsnį, tokie „šildytuvai“ tikrai netaptų naujienomis ir „puikiomis alternatyvomis“. Bet aišku, jei žmonės kažką suprastų apie fiziką (ir kitokį mokslą), tai bendrai pasaulis gražesnis būtų, o šito norėti jau būtų per daug, ar ne?

Istorijos moralas: mokykitės fizikos, nes kitaip teks žvakėmis šildytis :)

Laiqualasse

51 comments

  1. Na, čia reiktų gal labiau antrą termodinamikos dėsnį prisiminti – viskas priklauso nuo to, kiek stiprus šilumos nutekėjimas iš patalpos.

    Ypatingai aukštą šilumos izoliaciją turintys pastatai, jei patalpų šiluminė talpa yra maža, gali būti taip apšildomi – keliomis žvakėmis ar tiesiog degančia elektros lempute. Jie netgi nuo žmogaus kūno skleidžiamos šilumos normaliai sušyla – pasėdėjus patalpoje valandą-kitą, temperatūra smarkiai pašoka. Tiesa, tokių pastatų per visą pasaulį labai labai nedaug. Ir tikrai tai nėra mūsiškiai pastatai.

    Dėl vazonikų, kurie ten dedami ant žvakių – jie išvis grynai dėl vaizdo, nuo jų nei šilčiau, nei šalčiau, nes nuo to nei daugiau, nei mažiau šilumos pasigamina.

    O vat dėl parafino nuodingumų – čia žinokit kaip tik nieko baisaus. Parafinas yra sotieji angliavandeniliai, sudega kuo gražiausiai, degimo produktai – anglies dvideginis ir vanduo, o pats parafinas – chemiškai inertiškas, t.y., nekenksmingas. Vargu ar įmanoma būtų rasti kokį kitą mažiau kenksmingą kurą.

    1. Dėl nuodų – greičiausiai taip, nepasidomėjau, kaip tas parafinas, nuodingas ar ne.

      Vazonai ten reikalingi tam, kad sudarytų konvekciją ir šildytų truputį daugiau, nei vieną oro stulpą. Tuo atžvilgiu jie naudingi, bet neypatingai. Šilumos tai aišku, kad neprideda, tiesiog ją truputį geriau paskirsto.

      Dėl paties apšildymo galios – pamiršau dar palyginti su žmogaus išskiriama šiluma, kuri yra apie 100 W net visiškai nieko neveikiant. Ką nors truputį veikiant, gali pakilti ir iki 150 ar 200 W, taigi žvakutes pralenkia. Ir taip, tokių super patalpų būna, bet ne Lietuvoje (kur žiemą temperatūra nukrenta žemiau nulio), ir ne Anglijoje (kur žmonės nelabai žino, kas yra šiluminė izoliacija).

    2. Pirmas dalykas, angliavandeniliai (šiuo atveju parafinas) nesudega, visiškai, vien iki anglies dvideginio, kaip šalutinis produktas susidaro ir paprastas anglies monoksidas.
      Antras, tiek anglies dvideginio, tiek monoksido atitinkamos koncentracijos ore yra žalingos (abu trukdo kraujui pernešti deguonį; manau, ne vienam teko patirti galvos maudimą ar bendrą silpnumą gerai neišvėdintam kamabryje).
      Reziumė, vėl atsimušam į sieną: nevėdinsi kambario – užtrokši ne tik žvakių, bet ir savo iškvėptais anglies junginiais. Nori išvėdint – numuši visos patalpos temperatūrą.

      1. Iš principo galima įrengti vėdinimo sistemą, kuri beveik neišneštų šilumos iš kambario (išeinantis oras šildo įeinantį, visokie filtrai atskiria CO ir CO_2, ir panašiai). Bet taip, vėdinimo problema egzistuoja.

  2. Net jeigu ir turim visiškai švarų parafiną, kuris neskleidžia nieko nuodingo, bet ugnis pati savaime degina deguonį ir skleidžia mums nei reikalingą nei naudingą anglies dvideginį. Deguonies stoką vistiek reikia kompensuoti „grynu oru“, jeigu norime bent kažkiek pasimėgauti gausia 4 žvakučių šiluma :)

  3. Sveikas, del kambario pasildymo tai nezinau kaip gautusi, bet kai as tarnavau vienas is budu salta nakti per budejima nesustipti buvo toks apsidengu apsiaustu-pataline taip vadinama „plashch palatka“ atsisedi i lotoso poza ir tarp koju pasistacius tavo mineta zvakute uzdegti tai patikek manim, o dar geriau isbandyk pats, silta buna net labai.

    1. Taip, sutinku, kad tokią mažą erdvę, kaip palapinapsiaustės pridengiamą tūrį, galima sušildyti žvakute. Bet kambariui sušildyti reikia žymiai daugiau energijos :)

      1. Kaip čia yra – žmogaus kūnas skleidžia 100-200 W, žvakutė – 35 W, maža erdvė po apsiaustu itin prastai izoliuota, o efektas vis dėlto jaučiasi?

  4. Tai pagal jus ir mano 1000W galingumo virtuvės kombainas, ir 1kW tepalinis šildytuvas man vienodai šilumos suteiks? Man atrodo, kad kažkas fiziką baigė mokytis 10 klasėje.

    1. Iš esmės taip, ir kombainas, ir šildytuvas galų gale išskirs tiek pat šilumos. Tik šildytuvas ją išskirs infraraudonaisiais spinduliais, kuriuos mes ir suvokiame, kaip šilumą, o kombaino energija pirmiausia pasidalins tarp šiek tiek infraraudonos šilumos (kaista motoras ir pan.), šiek tiek kombaininamų produktų entropijos didinimo (pvz. daržovių smulkinimo, ar ką ten dar kombainai daro), šiek tiek oro temperatūros pakėlimo… Galų gale visa tai pereis į šiluminę energiją, tik ji bus paskirstyta per tokį ilgą laiką ir tiek skirtingų šaltinių, kad nepastebėsi.

      1. Čia tai geras! Mindauqai, mesk kebenifeni savo radiatorių ir varyk virtuviniu kombainu. Šilumos bus tiek pat (kad jau energijos tvermės dėsniais čia visi špaguojamės), o vat bulves cepelinams susitarkuosi nemokamai ibiš kombainas visą elektrą nuolankiai vers šiluma :D

        Savo laiku ciniškai tyčiojausi iš kolegių chemijos mokslų daktarių, kurios nežinodavo, ką atsakyti į klausimą „kokio krūvio yra katodas“. Matau kolegos fizikai irgi turi iš ko juoktis.

        Et autoriau, geriau parašytumėte kokį cepelinų receptą, mat fiziką, jei jos ir mokėtės, panašu, kad gerokai primiršot…

        1. O žinai, kad valgant netarkuotą bulvę, organizmui reikės sunaudoti daugiau (šiluminės) energijos, kad ją suskaidytų, negu valgant sutarkuotą? Va ir šilumos išsiskyrimas, tik ne toks, kurį iškart pastebime :)

          1. Mielasis autoriau, net ir iki negaliu verčiantis per galvą mūsų valdžios vyrų (ir moterėlių) neperspjausit. Ar ne elementariai garbingiau būtų pripažint akivaizdų liapsusą ir paskyt „taip chebryt, esate teisūs, supjoviau grybą“…
            Na, lyg ir išliktų bent teorinė galimybė išsaugot bent kiek pagarbos, nei malant apie dalykus, apie kuriuos dar mažiau suprantate – bulves, a?

              1. Kad kažin, autoriau. Linkas į šitą nykumą iš mano bičiulio facebook’o greitai nusislinks per toli, kad aš jį rasčiau.
                O ir šiaip, po teisybei, tai man po antro Jūsų komentaro Mindauqo pradėtoj trydoj iš esmės Jusų galimybės daugiau ar mažiau aiškios. Trolinimo korta mušta, netinkamai ir ne vietoje išsižiojote, na o į kvantinės mechanikos lygio išvedžiojimus pusė bus per kvaili glintis, kita pusės tingės, o trečioji (tame tarpe ir aš) – ir viena ir kita kartu.
                Užsukau dėl labai žmogiškos priežasties, tingiu dirbt, nors tai tik savęs apgaudinėjimas. Sėkmės darant „mokslą“ ir medžiojant dėmesį. Tai taip pat labai žmogiška.

                1. Nemėgstu trolinti, mėgstu tikslumą ir teisingumą :) O populiarumo tikrai nesigainioju; jei gainiočiausi, apie astronomiją nerašyčiau, nes va ir iš šito įrašo populiarumo matau, kas žmonėms iš tikro įdomu.

  5. Visa ortodoksine fizika paremta Ciapajevo konstantomis. Keturiu zvakuciu sildymo irenginys veikia, nes jis pagristas Stirlingo isorinio degimo variklio principu, kur potencine energija papildomai verciama i kinetine energija, kuri is principo cia yra siluma. Taigi Wp+Wk=Wb (potencine + kinetine)=Bendra siluma. As dziaugiuosi kad vis daugiau garaziniu atranda metodus leidziancius efektyviai isnaudoti potencine energija, siuo atveju duju potencine energija. Bene efektyviausias zinomas potencines energijos vertimo i kinetine irenginys yra Teslos turbina.

    1. Kažką jūs čia nelabai aiškiai surašėte… Žvakučių sistema man kažkaip neprimena Stirlingo variklio, nes šiltas oras tiesiog pats kyla, o ne kažką stumia. Kinetinės (mechaninės) energijos šiuo atveju kaip ir nėra, yra tik potencinė cheminio ryšio energija, sukaupta parafine, kuri virsta vidine (šilumine) oro energija.

      Apie Teslos turbiną, deja, nieko nežinau, tai pakomentuoti ir negaliu.

  6. Nera cia taip blogai. TEORISKAI toks sildymo budas imanomas (tiesa tūpi žurnalistai tai priėmė už gryną pinigą). Nepaisant to tai visgi geriau nei vieno Šiaulių buvusio fizikos mokytojo idėja.. elektra skaldyti vandenilį ir vėliau jį deginant apsišildyti būstą (nor vėlgi idėja veikia.. tiesa, tik tada, kai elektra išeina pasivogti.. pvz darbe :)

    1. Nu jo, variantas su vandeniliu labai originalus :)

      Ir taip, teoriškai žvakutėmis šildytis įmanoma, fizikos dėsniai čia kaip ir nepažeidžiami. Tik šiaip fizikos žinios padeda nepasimesti kontekste ir suvokti, kiek toks būdas naudingas.

  7. Gerbiamieji kolegos,

    Gal prisiminkim trecia kopustu desni. Prisivalgai kopustu ir pradedi gaminti silta ora pats.

    jobtvaimat

    1. Labai teisingas pastebėjimas. Norėjau rasti palyginimą, kiek energijos išskiriame bezdėdami, bet neradau nieko aiškaus.

  8. Kambaryje šūdas, bet kaime šiltnamį nuo pirmų šalnų ar bulves rusyje per didžiuosius speigus apsaugoti, gal ir visai tinkamas variantas.

    1. Rūsyje ir šiltnamyje, įtariu, pasireikštų labai buitinė problema – nepatogu būtų dažnai bėgioti kaitalioti žvakes, šioms sudegus…

    2. na del siltnamio ar rusio tai nelabai taupumu pasizimi. rusija geriau uzdegti paprasta kaitrine lempute 60W ir tai nevos 4-5 kartus pygesnis varijantas butu nei zvakutes deginti

  9. Iseina taip kad automobilis 100kw tai ir skleidziama siluma bus nuo jo 100 kw, cia prie tezes apie tai kad kompiuteris 90w neprisildo kambario. Autoriui reiktu pasimokyti fizikos pries rasant

    1. Nors iš pradžių automobilio sunaudojamų degalų energija yra panaudojama kitkam (t.y. kinetinės energijos sukūrimui), ne tik šilumai skleisti, galiausiai ir ta energija išskiriama kaip šiluma – stabdžių trinkelėse, aplinkiniame ore ir kitur. Tik jos, žinoma, nejaučiame kaip tokios pačios galios šildytuvo šilumos, nes ji išskiriama dideliame plote, greitai išsisklaido, be to, didelė jos dalis išspinduliuojama per ilgomis bangomis, kad mūsų kūnai efektyviai sugertų.

      Ačiū už patarimą, beje. Fizikos mokausi kasdien, toks jau darbas :)

    1. Trolinimas iš mano pusės ar iš komentatorių pusės? :)

      Beje, apie tai, kaip visokia energija virsta šiluma, gal šią savaitę parašysiu atskiru įrašu, nes komentarams to truputį per daug.

  10. Man kėlė siaubą fb draugai, laikinantys šitą žvakučių nesąmonę. O su tamsuoliais, dar turinčiais įžūlumo su jumis komentaruose ginčytis ar įgelti, neprasidėkit.

  11. 1 zvake = 77 W outputas (sviesa + siluma)
    Room heater’is naudoja 1000W
    valanda roomheateriui kainuoja apie 50 cnt.
    Jei rastai kas zvakes po 4 centus pardavineja tai tada gal ir pigiau butu.

    Taip, taip, rekordinis susidomejimas.
    Daugiau padebunkint what’s crackin temu. Yra to pseudo nesamoniu daug.

  12. Dar vienas perliukas: new scientist siandien klausia: „Does it take more energy to cycle up a hill or to push your bicycle up?“ Atsakai ir gali laimet 100 svaru.

    1. O čia įdomus klausimas :) Jei turima omeny, kas sudegina daugiau kalorijų, tai atsakymas tikrai neakivaizdus. Nes nors žmogaus ir dviračio potencinės energijos pokytis vienodas, bet procesų naudingumo koeficientas gali būti skirtingas.

  13. Visai trumpai – arba Stirlino variklis is vazonu. Karstos dujos po pirmu vazonu leidziasi zemyn (nes virsuje skyle uzdaryta) ir kyla aukstyn po antru vazonu. Antrame gi vazone kad efektyviai iseitu karstos dujos pro virsuje esancia skyle ima suktis i sukuri (cia netgi galimybe patobulinti ta irengini pakeiciant vazonu formas i susukto svoguno forma), sukurys ima pulsuoti tarp dvieju sieneliu vidines karsto vazono sieneles ir isorines salto(esnio) vazono sieneles. Ir tai yra pats tikriausias Stirlingo variklis. Ta sukurine duju pulsacija ir sugeria potencine energija, kuri papildomai keiciama i kinetine energija.

    1. Kad cirkuliacija ir papildoma konvekcija pakelia sistemos naudingumą, neabejoju. Tačiau kurią potencinę energiją turite omeny? Tą, kur sukaupta oro molekulėse? Bet jos išlaisvinimui reikėtų, kad dar ir dujos (deguonis ir azotas) kažkaip degtų.

  14. Mokslui vel liepta teigti, kad Higso bozonas yra materijos nuosavybe. Taciau as esu Higso gravitono salininkas ir man priimtinesne stumiancios gravitacijos ideja, kur gravitacija kuriama jonosferoje ir gravitonai juda link zemes (ar kito dangaus kuno) sukurdami gravitacija. Vat sita jega atsirandancia saveikoje su pakeliui pasitaikancia materija ir vadinu potencine energija. O irenginius galincius keisti potencine energija i kinetine, berods priimta vadinti irenginiais su COP>1.

    1. Stumiančią gravitaciją čia propagavo vienas toks velnias, ar velniairautų, ar kaip ten jį. Pseudomokslais neužsiiminėju (išskyrus tada, kai kyla ūpas juos padaužyti), taigi ne čia pataikėte :)

  15. Na manau tam straipsnio kūrėjui reiktu pačiam pasimokinti fizikos:) Šiluma yra energija, kurią virpančios arba besisukančios kūno molekulės arba atomai perduoda į šaltesnes vietas. Kaitinant kūnus (šiuo atveju bus moliniai vazonai jų vidinė energija didėja ir jų molekulės arba atomai pradeda tolti vienas nuo kito. Dėl to dauguma kūnų plečiasi. Kuris pečius duoda daugiau šilumos kūrenant ta pati kieki malku, ar skardinis ar špižinis? :)))))) dėl parafino irgi autorius nusipezejo,kur parašyta ,kad deginamos parafinines žvakės?? manau pilna žvakių yra pagamintu iš palmių, sojų, bičių ar kito augalinio vaško, tai prie ko tas parafinas :))))))

    1. Jums gal bus netikėta, bet kas yra šiluma, aš žinau. Ir kad šildami kūnai plečiasi, irgi žinau. Skardinio ir špižinio pečiaus palyginimo nesu daręs, bet įtariu, kad jūs omeny turėjote ne špižių, katras yra metalas, o molį. Molinis pečius šilumą atiduoda per ilgesnį laiko tarpą, nei metalinis, todėl gali pasirodyti, kad yra šiltesnis ar naudingesnis, bet realiai jie abu greičiausiai šilumos į patalpą atiduoda labai panašiai (neskaitant nuostolių per kaminą). Energijos tvermės dėsnio tamstai siūlyčiau nepamiršti :)

      Dėl parafino prisipažįstu, tai yra tik vienas iš pavyzdžių (tiesa, jei neklystu, pigiausios žvakės būtent iš jo ir gaminamos). Bet nesu tikras, ar ir tie augaliniai vaškai, iš kurių gaminamos kitokios žvakės, nėra kiek nors kenksmingi, kai išgaruoja.

  16. Sveiki as labai pasiuliciau pabandit realybej ta dalika, kuri esu pats isbandes, o ne vadovautis knygom ir fizikos desniais, zinios yra zinios o praktika yra praktika!!!

  17. Na isbamdziau ir jusu teiginys teisingas tik is dalies. Jei jus givenate sovietiniame name tai jus kaip ir teisus. Bet as isbandziau elektrai dingus ir del to nebesildomam A klases siltumo savo namo 2 skirtingo dydzio kambariuose. 12kv kambarys nuo 18 laipsniu iki 22 laipsniu su 4 zvakemis susilo vos per 1 valanda ir tokia temperatura palaiko vos 2 zvakes jau antra para. Svetaine 33kv jau teko daryti 2 sistemas po 6 zvakes kad pakeltu iki 22 laipsniu ir tai uztruko 2 valandas bet su viena 6 zvakiu sistema laisvai palaiko 22 laipsnius pastoviai. Lauke vidutine temperatura apie 0. Keista bet vien tik degdamos zvakes 3 kambaryje net 6 vnt 14kv nedasildo ir oras zymiai dazniau reikia vedinti. Negaliu paaoskinti siu reiskiniu bet 2 dienas be elektros priverte padaryti isvadas:))) todel nupirkau biozidini:))
    Dar manau prie efekto prisidejo kad pas mane skydinis namas is polistirolo ir neturintis dideles termo mases todel greitai ir prisilo.

    1. Taip, rašydamas tą komentarą, nevertinau tokių dalykų, kaip patalpos šiluminė izoliacija. Aišku, kad kuo geresnė izoliacija, tuo lengviau prišildyti patalpą, bet tai – ne kokios nors mistinės žvakių energijos pasekmė, o paprasčiausio energijos balanso (geresnė izoliacija – mažesni nuostoliai – mažiau galios reikia temperatūrai palaikyti). Ta prasme su tokios pačios galios šildytuvu jūs irgi prišildytumėte patalpą, kaip ir su žvakėmis.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *