Co je teplejší - voda, kov nebo dřevo?
Naše smysly se moc nehodí na určování absolutní teploty. Proč?
O tom by se jistě dalo dlouho diskutovat. Evoluce nás zjevně neměla potřebu vybavit nutnými senzory.
Běžnou teplotu vnímáme prostřednictvím kůže, když se dotýkáme zkoumaného předmětu. (Pominu případy opravdu vysoké teploty, například vyšší než 650°C - které můžeme i vidět, takové předměty totiž začínají znatelně zářit ve viditelné části elektromagnetického spektra).
Dva příklady
Představme si plot kolem pozemku. Ploty bývají dřevěné i kovové. Při stejné teplotě vzduchu (když oba ploty mají zjevně stejnou teplotu jako jejich okolí) se nám ovšem bude jevit kovový plot chladnější.
Ještě zřetelnější je příklad vody a vzduchu. Když bude venku 23 stupňů, nebude vám zřejmě moc zima. Zkuste ale vlézt do vody, teplé jen 23 stupňů celsia…
Proč se vlastně tak mýlíme při určení teploty?
Na vině je samozřejmě - jako skoro vždy - fyzika.
Teplota objektu, tak jak ji chápe fyzika, je objektivní známka toho, jak je daný předmět teplý a jaké množství energie se v něm skrývá. Tělesa se skládají z molekul - a ty se pohybují různou rychlostí podle toho, jak jsou teplá. Čím vyšší rychlost mají molekuly, tím vyšší mají energii.
Při dotyku dvou různě (objektivně) teplých těles předávají molekuly teplejšího tělesa v místě styku energii molekulám chladnějšího kolegy.
Mimochodem… obráceně to nejde, protože něco, co není, nelze předat.
Teplo se tedy předává od teplejšího objektu chladnějšímu z nich.
Pokud se dotkneme rukou (pro zjednodušení předpokládejme teplotu ruky kolem 35 °C) chladnějšího plotu (nebo chladné vody) - předávají molekuly kůže teplo chladnějšímu předmětu (zde plotu nebo vodě).
Molekuly, které jsou přímo na povrchu objektu se ohřívají, zvyšuje se tím jejich kinetická energie - u toho ale nezůstane. Předávají svou energii dál svým družkám, které jsou od povrchu vzdálené více než ony. Postupně se pak nastaví rovnováha, kdy se oba předměty tepelně sjednotí.
Trik s různým vnímáním teplot
… spočívá v tom, že ne všechny materiály umí předávat ve svém nitru teplo stejnou rychlostí - mají různou tepelnou vodivost. (Přenos tepla se může v plynech a tekutinách uskutečňovat také prouděním, o ten se zde ale nejedná.)
Vzduch, který se skládá z poměrně izolovaných a navzájem vzdálených molekul, se ohřívá od vaší kůže méně rychle než voda. Ta je směsí molekul, které jsou navzájem daleko blíže než je tomu u vzduchu. Mohou si tedy předávat energii efektivněji.
U pevných těles (dřevo, kámen, apod.) se nacházejí jejich molekuly ještě blíže - logickým důsledkem je pak ještě lepší tepelná vodivost.
Ještě lépe se nese teplo uvnitř kovů. Ty mají totiž pravidelnou strukturu (jejich atomy se nacházejí blízko sebe a tvoří mřížku, kolem které “plavou” volné elektrony), která je navíc o hodně hustší než je to v případě vody (tekutiny) nebo vzduchu (plynu) ale i mnohých jiných pevných těles. Kovy tedy mohou vodit teplo nejen díky vzájemnému předávání energie jednotlivými atomy, ale také elektrony.
Když se tedy dotkneme kovového předmětu, který je chladnější než my sami, bude vjem nejintenzivnější. Kov rychleji odvádí teplo naší ruky a zdá se proto chladnější než třeba dřevo, které (díky své struktuře) vede teplo hůře.
To, co pokládáme za teplotu předmětů - je jen náš pocit, vzniklý z různých fyzikálních vlastností daného objektu.
Chcete se přesvědčit?
Funguje to mimochodem také opačně. Předměty, které jsou teplejší než naše tělo, se jeví různě teplé - v závislosti na tom, z čeho jsou vyrobeny.
Na stejnou teplotu zahřátá kovová lžíce se nám bude zdát být teplejší než dřevěná. Zatímco se o kovovou lžíci “spálíme”, dřevěnou už v ruce bez problémů udržíme.
Můžete se o tom sami přesvědčit, když zahřejete (například v troubě) kovový a dřevěný předmět - nebo keramický hrnek plný horkého čaje.
Pro zajímavost - maximální teplota, kterou “vydrží” lidská ruka aniž by se vyvolal ochranný reflex, který nás nutí ji stáhnout - je kolem 80 °C. Běžný netrénovaný člověk má ale problémy už s teplotou kolem 60 °C.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?
Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi
Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Nahá umělkyně za zvuků techna házela před dětmi hlínou. Už to řeší policie
Policie prošetřuje vystoupení, ke kterému došlo na Akademii výtvarných umění (AVU). Umělkyně a...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Přes Česko přešly bouřky s krupobitím. Dálnici D1 pokrylo bahno a větve
Do Česka přišly přívalové deště, na některých místech padaly i kroupy. Hasiči hlásili desítky...
Německo je otřeseno. Přišel brutální útok na politika, pak následoval další
Na lídra kandidátky německé sociální demokracie (SPD) v Sasku do evropských voleb Matthiase Eckeho...
Vyváděla strašné věci. Zahradil označil Jourovou za nejhorší z eurokomisařů
Premium Když Česko vstoupilo 1. května do Evropské unie, byl tam matador ODS Jan Zahradil kooptován...
Řidička vezoucí dítě obrátila auto na střechu, při nehodě zbořila cihlový plot
Rychlá jízda zřejmě stojí za pondělní dopravní nehodou v Sedleci na Orlickoústecku. Řidička vezoucí...
Letouny F-16 budeme považovat za nosiče jaderných zbraní, varovalo Rusko
Rusko bude považovat stíhačky F-16 americké výroby za nosiče jaderných zbraní bez ohledu na jejich...
Policisté v Praze vytáhli z Vltavy utonulého muže, může to být pohřešovaný Brit
Policisté v neděli vpodvečer vytáhli z Vltavy v centru Prahy tělo utonulého muže. Kriminalisté...
Městské byty za úplatek. Soud popsal fungování mechanismu, dvojice se přiznala
Městský soud v Brně dnes rozdal první tresty za korupci při přidělování městských bytů. Při...
Prodej družstevního bytu 3kk, ul. Generála Svobody, České Budějovice 7
Generála Svobody, České Budějovice - České Budějovice 7
4 850 000 Kč
- Počet článků 973
- Celková karma 19,70
- Průměrná čtenost 1324x