помоги ответить на вопросы по физике(просто ответить) — Учеба и наука
6. Вы собрались завтракать и налили в стакан кофе. Но вас просят отлучиться на несколько минут. Чтобы кофе остался горячим, нужно налить в него молоко перед уходом или по возвращении?
7. С какой целью кусты малины в северных районах пригибают на зиму к земле?
8. Почему при варке варенья предпочитают пользоваться деревянной ложкой? 9. Что защищает от холода лучше — деревянная стенаили слой снега такой же толщины?
10. а) Почему утки и другие водоплавающие птицы могут долгое время находиться в холодной воде и при этом не переохлаждаются? б) Объясните назначение толстого слоя подкожного жира у китов, тюленей и других животных, обитающих в водах полярных морей, в) Почему животные, живущие в холодных странах, имеют более густой волосяной покров, чем животные, обитающие в жарких странах?
11. Чем можно объяснить, что некоторые виды птиц (тетерева, глухари, куропатки и др.) зарываются в снежные сугробы и там проводят иногда несколько суток?
12.
В холодильниках воздух охлаждается специальным составом, протекающим по трубам. Почему эти трубы (испаритель) помещают в верхней части холодильника?
13. Почему радиаторы водяного или парового отопления чаще всего располагают в нижней части комнаты?
14. В пробирках нагревают воздух и кипятят воду. Почему рука не ощущает высокой температуры?
15. В холодных помещениях у нас прежде всего мёрзнут ноги. Чем это можно объяснить?
16. В стихотворении «Кавказ» А. С. Пушкина есть такие слова: «Орёл, с отдалённой поднявшись вершины, парит неподвижно со мной наравне». Объясните, почему орлы, ястребы, коршуны и другие крупные птицы, парящие высоко в небе, могут держаться на одной высоте, не взмахивая при этом крыльями.
17. Известен случай, когда парашютист с раскрытым парашютом, вместо того чтобы опускаться вниз, стал подниматься вверх. Как это могло произойти?
18. Растения в низких местах наиболее часто подвергаются заморозкам. Чем это объяснить?
19. Почему в утренние и ночные часы полёт на самолёте происходит спокойнее — меньше болтает и укачивает?
20.
Если в весенний солнечный день выйти в поле и посмотреть вдоль поверхности вспаханного участка земли, то все предметы за ним кажутся нам колеблющимися. Почему?
21. Объясните, каким образом воздух в комнате зимой охлаждается при открытой форточке.
22. В каком случае кастрюля с горячей водой остынет быстрее — когда кастрюлю поставили на лёд или когда лёд положили на крышку кастрюли?
23. Какие участки земной поверхности нагреваются в солнечную погоду сильнее — вспаханное поле или зелёный луг; сухая или увлажнённая почва? Почему?
24. Если весной или осенью ожидается ясная ночь, са¬довники разводят костры, чтобы дым обволакивал растения. Зачем?
25. Почему в ясные зимние ночи мороз сильнее, чем и облачную погоду?
26. Почему в практике земледелия влагоёмкие глинис¬тые почвы считают холодными, а маловлагоёмкие песчаные почвы — тёплыми?
27. Почему на искусственных спутниках Земли затруднен отвод тепла от нагретых предметов?
ПРИРОДА НЕ ПРЕДПОЛАГАЛА, ЧТО ЧЕЛОВЕК БУДЕТ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ОДЕЖДОЙ
Отвлеченное вступление Эта статья подвернулась под руку как-то на отдыхе, когда ночевали у одной бабушки.Старый сервант, а в нём старые книги. Плюс стопка журналов «Наука и Жизнь». Листая перед сном, нашел эту статью: содержание показалось забавным и поучительным, всё изложенное лихо ложится на современные технологии «гортексов», «корелофтов» и всяких кулмаксовых и полипропиленовых волокон с мериносной шерстью.
Странички те перефотографировал, чтобы потом другим рассказывать.
Позже выяснилось, что автор — Александр Ефимович Берман, мастера спорта СССР и заслуженный путешественник России – корифей и классик. Сколько у него научных работ, книг и статей. Предмет знал, в северных походах, на морозе и в горах не одну жизнь прожил, если по меркам обычного человека мерить.
Кстати, упоминания про статью «Один из аспектов проблемы «Человек в условиях холода»: Одежда» легко отыскиваются в списках литературы к десятку диссертаций и сотням рефератов. Впрочем, чаще всего авторы почему-то раз за разом пишут, что материал вышел в 1966 году (видимо, навык копипаста сработал).Хотя, на самом деле то была «Наука и Жизнь» №2 за 1969 год.
Почти полвека. Ретроспективный, так сказать, взгляд.
Но, есть о чём подумать.
С одной стороны, технологии с материалами были не те. Разбирается теплообмен на моделях типа «ватник», «шуба», «шинель». Но, все это прекрасно экстраполируется на паропроницаемость современных поровых и беспоровых мембран. И когда из 1969-го года описывается некое приближение к идеальной туристской одёжке, вспоминаешь уже реально существующие модели то из Arc’teryx’а с Сиверой , а то из The North Face.
И киваешь головой, находя научное объяснение тому эмпирическому факту, что манжеты-полуперчатки, пришитые по прихоти проектировщика-теоретика к рукаву прималофтовой курточки, превращают эту курточку-утеплитель в стремительно отмокающую дрянь (потому что на ходу весь конденсат остаётся с тобой). И когда точно такая же «прималофтина», но «без перламутровых пуговиц», то есть, без тесных манжет, – роскошная вещь.
А с другой стороны, статья инженера и мастера спорта А. Бермана – это еще и эстетически ретроспективное чтение. Про те времена, когда можно было без улыбки рассуждать про «безотказную автоматику шубы» и «телесную сердцевину». И когда реакции на события, происходящие с индивидом «при охлаждении обнаженной груди», принципиально отличались от современных.С уважением,
Алексей Соболев
Старый сервант, а в нём старые книги. Плюс стопка журналов «Наука и Жизнь». Листая перед сном, нашел эту статью: содержание показалось забавным и поучительным, всё изложенное лихо ложится на современные технологии «гортексов», «корелофтов» и всяких кулмаксовых и полипропиленовых волокон с мериносной шерстью. 
Или почему те же манжеты-полуперчи являются шикарнейшим дополнением к тёплому и функциональному термобелью.ОДИН ИЗ АСПЕКТОВ ПРОБЛЕМЫ «Человек в условиях холода»: ОДЕЖДА
Инженер А. Берман, мастер спорта
Всемогущая мода, стремящаяся в первую очередь удовлетворить эстетические запросы человека, по существу, отучила нас от строгого подхода к оценке теплозащитных свойств одежды.
И хотя родителям, отправляющим малышей в мороз на прогулку, подчас следовало бы задуматься над этим вопросом, в принципе для горожанина средних широт он не столь уж серьезен: сравнительно мягкие зимы и возможность проводить большую часть времени в отапливаемом помещении позволяют нам при выборе одежды полагаться на опыт и традиции поколений.
Но, когда речь заходит, например, о дальнем лыжном походе или о том, что человеку предстоит длительное время находиться и работать на открытом воздухе в сильные морозы, вопрос о выборе одежды приобретает особое значение.
Природа так «сконструировала» человека, что его внутренние органы могут жить и нормально работать лишь при достаточно высокой и притом постоянной температуре. И, чтобы обеспечить нужный температурный режим, условно говоря, «сердцевины» тела, она наделила человеческий организм способностью интенсивно вырабатывать тепло, снабдила термозащитной «оболочкой» и системой терморегулирования.
Роль «центрального отопления» в организме выполняет кровеносная система: она доставляет тепло из глубины тела к его поверхности.
Когда же в организме образуется избыток тепла, кровеносные сосуды, наоборот, расширяются, приток теплой крови увеличивает разность температур и теплоотдача возрастает.
Подобным образом организм осуществляет терморегулирование в пределах, что называется‚ нормальных температур. Но, если возникают критические ситуации, он может на короткое время в корне изменять эту привычную схему действий.
Так, например, когда охлаждение отдельных участков кожи достигнет такой степени, что возникнет угроза обмораживания, кровеносные сосуды в этой зоне внезапно расширяются и к замерзающим тканям устремляется поток теплой крови – во имя их спасения «сердцевина» жертвует частью собственного тепла.
Казалось бы, столь гибкая система терморегулирования должна была бы обеспечить человеку возможность обходиться вообще без одежды. И она обеспечивает – в условиях тропиков. Но сформировавшийся в сравнительно мягком климате человеческий организм не в состоянии защитить себя на длительное время от холода средних, а тем более полярных широт. Здесь человеку необходима одежда. А между тем, как это ни парадоксально, всецело зависящий от этой искусственной оболочки человеческий организм плохо приспособлен к ее использованию.
Всем нам хорошо известно яркое чувство холодного ветра на внезапно обнаженном теле. Этот мощный предупредительный сигнал не отвечает истинным потерям тепла и не похож на ощущения замерзшего человека: ведь процесс охлаждения только начался. В чем же причина столь бурной реакции организма? Оказывается, в самом устройстве системы терморегулирования «оболочки».
Роль датчиков в ней выполняют специальные нервные окончания – терморецепторы. Причем если эту условную «оболочку» тела, толщина которой достигает примерно 2,5 сантиметра, представить состоящей из множества слоев, то можно сказать, что терморецепторы реагируют не на температуру отдельного слоя, а на разницу температур двух соседних слоев.
Когда холодный ветер попадает на обнаженное тело, разность температур тонкого поверхностного слоя «оболочки» и еще не успевшего остыть слоя под ним в первыи момент оказывается очень большой. И терморецепторы отвечают на нее мощным сигналом. По этому сигналу активно срабатывают защитные средства организма: в частности, кровеносные сосуды «оболочки» сужаются, её теплопроводность уменьшается и потери тепла оказываются сравнительно небольшими.
Одежда же, образно говоря, сбивает организм с толку, дезориентирует его. При понижении температуры в окружающей среде она медленно остывает, еще медленнее изменяется температура поверхности тела, и разность температур при таком плавном охлаждении остается настолько небольшой, что терморецепторы долго не реагируют на нее. В результате человек в теплой одежде начинает ощущать холод лишь тогда, когда его организм потеряет недопустимо большое с точки зрения нормальной деятельности количество тепла.
Теперь, чтобы восполнить столь большие потери тепла, организм должен проявить повышенную активность: например, отдыхавший на морозе человек чувствует при этом необходимость встать и походить.
Человек начинает двигаться, ток крови немедленно ускоряется, и это поначалу вызывает последствия, обратные желаемым: процесс теплообразоваия только активизировался‚ а кровь уже уносит наружу значительно больше тепла, чем раньше.
В сознание человека проникает острое «чувство холода», начинается озноб, непроизвольное сокращение мышц, вырабатывающих при этом тепло. Но вот благодаря физической нагрузке процесс теплообразования становится все активнее, организм постепенно разогревается, и, лишённый чёткой ориентации, по инерции «проскакивает» точку желанного равновесия.
Начинается перегрев организма.
И здесь проявляется второе противоречие системы «человек-одежда», причина которого в несовершенстве нашей искусственной защитной оболочки.
Когда в «сердцевине» тела образуется избыток тепла, кровеносные сосуды «оболочки» расширяются и тепловой поток устремляется наружу. Здесь бы и одежде, подобно живой «оболочке» тела, изменить свою теплопроводность и пропустить избыток тепла.
Но одежда мертва, она не может изменить своих теплозащитных свойств. И выделяемое организмом тепло начинает скапливаться под ней.
При этом температура у поверхности тела повышается, и, чтобы снизить её, организм вынужден активизировать второй механизм теплоотдачи – начинается интенсивное потоотделение.
Появляющаяся на поверхности тела влага испаряется, для чего каждый ее грамм требует около 600 калории тепла, и образующийся водяной пар устремляется через толщу одежды, унося с собой тепло. (см. первую схему).
Однако и этот механизм теплоотдачи вскоре отказывает. Чем ближе к внешней среде расположен слой одежды, тем ниже его температура. На какой-то границе она оказывается равной температуре «точки росы», или, иными словами, температуре, при котором водяной пар данной концентрации начинает конденсироваться.
«Натыкаясь» на эту границу, водяной пар конденсируется, а образующаяся влага пропитывает сначала внешние, а затем и остальные слои одежды.
В результате концентрация водяного пара под одеждой достигает почти предельной величины.
Природа, видимо, «не предполагала», что человек будет пользоваться одеждой. Во всяком случае, многих животных, «одетых» в теплые шкуры, она наделила способностью избавляться от избытка тепла путем интенсивного испарения влаги с поверхности дыхательных путей и языка. Все, наверное, не раз замечали, как в жару собака высовывает язык и часто дышит. У человека же, увы, нет такого механизма теплоотдачи.
Правда, перед лицом опасности перегрева его нервная система может прибегнуть к иным мерам – затормозить процессы, в ходе которых вырабатывается тепло. Например, если человек неподвижен – скажем, часовой стоит на посту в чрезмерно теплой одежде, то у него при этом появляется чувство апатии‚ сонливость.
У людей же‚ находящихся в движении и занимающихся физическим трудом эта реакция нервной системы на перегрев проявляется в виде одышки, чувства усталости. Человек ощущает острую потребность в отдыхе, останавливается, отдыхает и, лишённый одеждой четкости восприятия, снова переохлаждается.
Итак, основные недостатки теплой одежды очевидны: с одной стороны, она дезориентирует систему терморегулирования организма при оценке потерь тепла, а с другой – лишена способности изменять свою теплопроводность в зависимости от внешних условий и деятельности человека.
Как же устранить эти недостатки?
Первый – практически невозможно: ведь мы не можем обходиться без одежды. Правда, здесь сама природа приходит нам на помощь.
Оказывается, что по сигналам, возникающим при охлаждении открытого лица или обнаженных рук, «срабатывает» целый ряд теплозащитных средств всего организма. Более того, исследованиями установлено, что реакция организма на охлаждение лица оказывается более быстрой и интенсивной, чем, например, при охлаждении обнаженной груди. Видимо, все это новые для человека рефлексы, возникшие в результате тысячелетий использования одежды. Они в каком-то мере служат человеку в условиях города. Но злоупотреблять ими нельзя.
В длительном зимнем походе с его регулярными переохлаждениями организма и ночевками вдали от постоянного жилья даже при умеренных морозах нервная система человека постепенно приходит в состояние особого напряжения, называемого «холодовой усталостью». Эта усталость проявляется прежде всего в том, что человек утрачивает способность к сложной психической деятельности и многие операции, легко выполняемые в тепле жилья, становятся ему уже недоступными.
Постоянные же сигналы, поступающие от замерзших открытого лица или рук, ещё больше увеличивают это напряжение нервной системы.
Поэтому в зимнем походе лицо и руки приходится тщательно оберегать от переохлаждения. Отсюда и необходимость самого тщательного подхода к, казалось бы, второстепенным деталям зимней одежды: частые попадания ветра за плохо прилегающий воротник, зябнущие в коротких рукавах или рукавицах запястья рук – всё это издёргивает и утомляет организм, притупляет его защитные реакции.
Самая же тяжелая нервная нагрузка в походе обычно связана с необходимостью приспосабливаться к изменяющимся условиям теплообмена путем частых переодеваний.
Поэтому-то и возникает вопрос об одежде, которая была бы одинаково хороша и на отдыхе, и в пути, и во время физической работы.
Иными словами, об одежде с автоматически изменяющимися теплозащитными свойствами. В принципе можно представить себе гипотетический костюм-автомат, подобный живой «оболочке» тела. Скажем, роль кровеносных сосудов в нем выполняли бы тонкие спирали, разогреваемые электрическим током. Величина тока и соответственно степень нагрева разных частей костюма изменялись бы по командам счетно-решающего устройства, к которому бы поступали сигналы от многочисленных термодатчиков, укрепленных как на подкладке, у тела, так и на внешней поверхности костюма. Причем внешние датчики сами должны быть с подогревом, чтобы учитывать охлаждающее влияние ветра.
Мало того, обе системы терморегулирования – естественная и искусственная должны быть строго согласованы между собой. Сама же ткань такого автоматического костюма должна быть легкой, свободно пропускающей воздух и влагу и даже.
.. огнестойкой, чтобы порывы холодного ветра можно было нейтрализовать быстрым и мощным разогревом спиралей.
К сожалению, современная одежда с электроподогревом по своему совершенству всё ещё весьма далека от такого костюма-автомата, не говоря уже о том, что для неё не существует легких и надежных переносных источников питания. Впрочем, нужен ли вообще нам электрифицированный костюм-автомат? Живут же люди в холодном климате, и живут неплохо, и ведут далеко не праздный образ жизни, и отнюдь не в теплом жилье.
Как утверждают археологи, человек пользуется теплой одеждой еще со времени позднего палеолита, или, иными словами, уже более 10 тысяч лет. Ведь должна же была за это время появиться достаточно совершенная одежда? Так оно и есть. Примером тому – свободная шуба (или теплая куртка) длиною до колен, очень широкая у плеч, с просторными рукавами и глубокими проймами, с пришитым капюшоном, плотно прилегающим к подбородку. (на картинке Вариант А)
Автоматика такой шубы проста и безотказна.
Пока человек стоит и организм вырабатывает мало тепла, она представляет собой колокол, заполненный тёплым воздухом. Этот воздух не дает холодным потокам забраться под шубу снизу, и человек пребывает в состоянии теплового комфорта. Когда же человек идёт и организм вырабатывает больше тепла, полы шубы колышутся, возникает интенсивная вентиляция, и теплоотдача резко возрастает. Наконец, если такая шуба не только просторна, но и отдельные ее части обладают определенной жёсткостью, то при движении рук, ног или наклона корпуса она сминается в грубые складки, объёмы под шубой непрестанно изменяются,ж и при этом возникает активная внутренняя циркуляция: нагретый тела воздух перемещается к более холодной внутренней поверхности шубы, отдаёт ей тепло и, охлаждённый, возвращается к телу.
Более того, поскольку при сминании под шубой возникают местные зоны повышенного давления, под действием последнего теплый воздух «продавливается» наружу‚ а на смену ему снизу поступает холодный. «Продавливаясь» сквозь толщу шубы, теплый воздух, с одной стороны, увлекает за собой водяной пар, а с другой – сушит саму шубу.
Из этого описания «принципа действия» шубы ясно видно, что она выгодно отличается, например, от облегающего тело мехового комбинезона или широко распространенного стеганого костюма из толстых штанов и плотно сидящей куртки – в них не может быть и речи о какой-либо вентиляции. (на картинке Вариант Б)
Подобная одежда удобна, когда нужно протиснуться в узкий люк или сидеть неподвижно в тесной кабине. Но передвигаться пешком или на лыжах, да еще с грузом за плечами, в таком одеянии неимоверно трудно.
Вероятно, на протяжении истории полярных путешествий «новинки» типа мехового комбинезона отвергались много раз и существуют по сей день лишь потому, что конструкторы этой одежды далеко не всегда пользуются ею сами.
Опыт путешествий по Крайнему Северу показывает, что одежда с приемлемой гибкостью теплозащитных свойств может состоять из теплой стеганой куртки и ветрозащитного чехла. При этом отдельные части стеганой куртки целесообразно делать разной толщины.
Например, наиболее толстыми и теплыми они должны быть от подола до пояса: здесь куртку всегда можно расстегнуть, и при ходьбе даже в теплую погоду колеблющиеся полы будут обеспечивать хорошую вентиляцию и отвод тепла.
На отдыхе же или в пути по сильному морозу такая куртка позволяет обходиться наиболее удобными при ходьбе легкими брюками, которые утепляются только в области колен и голеней. Кроме того, у такой куртки толстыми и тёплыми должны быть внешние части рукавов и плечи, средней толщины – грудь, спина и внутренние части рукавов у запястий, наиболее тонкими – детали в области проймы рукавов.
Наконец, чтобы обеспечить хорошую вентиляцию, куртку целесообразно простегать большим числом швов. Через швы, где нет утепляющей набивки и есть отверстия от иглы, легче вытесняются воздух и водяной пар. А когда человек отдыхает, многочисленные швы лишь незначительно увеличивают теплоотдачу: швы – это, по существу, тонкие «линии», суммарная площадь которых невелика.
Несколько слов о ветрозащите. Ее целесообразность не ставится под сомнение, хотя ветрозищита и паропроницаемость – противоречивые требования.
Все дело в том, что ветрозащитные свойства ткани определяются тем фактом, что воздух под давлением с трудом проходит через мельчайшие норы между нитями.
А водяной пар диффундирует через ткань, или, иными словами, проходит сквозь неё благодаря тепловому движению частиц. И малая величина пор ткани в меньшей степени мешает проницаемости пара, нежели воздуха.
Но вот толщина ткани уже резко уменьшает паропроницаемость.
И тем не менее очень тонкие ткани – например, капроновые или нейлоновые – для ветрозащитного чехла непригодны: они колышутся на ветру и создают под одеждой в данном случае уже вредную циркуляцию воздуха, вызывающую ощущение, что ветер проник вовнутрь.
Поэтому ветрозащитный чехол приходится делать из достаточно упругих и, следовательно, толстых тканей, в силу чего он в определенной мере мешает влагообмену. Однако этот недостаток можно в какой-то мере компенсировать свободным покроем чехла: если между ним и курткой останется прослойка воздуха, то пар будет превращаться в иней на внутренней поверхности чехла, а ткань куртки останется сухой.
Не менее тщательного подхода требует и вопрос об экспедиционной обуви.
Сконструировать обувь, которая бы активно вентилировалась, пока не удаётся, а между тем температурные колебания и потоотделение стопы особенно велики.
Поэтому, как бы ни была защищена обувь от влаги снаружи, она неминуемо отсыреет изнутри. О том, к чему это может привести, свидетельствует пример альпинистской экспедиции Джона Ханта, покорившей в 1953 году величайшую вершину мира – Эверест. Штурмовая двойка этой экспедиции – Тенпинг Норгей и Эдмунд Хиллари – в 300 метрах от вершины, на высоте 8500 метров, остановилась на короткий ночлег. Тенцинг отдыхал, не снимая обуви, а Хиллари разулся. И из-за этого гигантское, блестяще организованное восхождение чуть было не сорвалось: за время отдыха отсыревшие ботинки так замёрзли и окаменели, что утром, когда на счету была каждая минута, Хиллари долго не мог их надеть.
Тенцинг и Хиллари взошли на вершину Эвереста в отсыревшей обуви, несмотря на то, что она была изготовлена по специальному заказу лучшими мировыми фирмами. Но на равнине в Сибири охотники издавна неделями «мнут снег», сохраняя ноги достаточно сухими.
Для этого они пользуются испытанным средством защиты обуви от влаги — бахилами.
Бахила представляет собой простой прямоугольный мешок из грубой ткани, который надевается поверх обуви и крепится ремешком таким образом, чтобы под ним оставалась толстая прослойка воздуха. Благодаря этой прослойке поверхность обуви остается теплой, водяной пар свободно проходит сквозь неё, а затем превращается в иней на достаточно холодной внутренней поверхности бахилы. Таким образом, бахила работает как конденсатор-влагосборник, который непрерывно сушит обувь.
Понятно, что всевозможные «усовершенствованные» бахилы, специально скроенные по форме сапога и потому плотно облегающие обувь, – это совершенная бессмыслица.
И, наконец, последний вопрос: как защитить от влаги зимний спальный мешок?
Человек в нем лежит неподвижно, какая-либо принудительная вентиляции отсутствует, и через десять – двенадцать ночевок на сильном морозе мешок обычно промерзает насквозь.
Поэтому лучшие образцы спальных мешков делаются двойными или, точнее, состоящими из двух мешков – тогда их можно легко разнять, выбить, отряхнуть и по отдельности быстро просушить.
Причем один из этих мешков можно сделать более толстым, а второй – потоньше. Преимущества такой конструкции стануг очевидны, если представить себе, что температура по толще мешка изменяется от очень низкой снаружи до «комнатной» внутри. При этом чем сильнее мороз, тем ближе к внутренней полости располагается «точка росы» – температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться.
Отсюда ясно, что если в сильный мороз мешок вывернуть толстым слоем наружу, то можно добиться, чтобы основная часть влаги конденсировалась вблизи разъема, а не в толще материала. И наоборот, чтобы получить такой же эффект при умеренном морозе, мешок нужно вывернуть наружу тонким слоем.
В заключение следует сказать, что, несмотря на всю многовековую историю применения теплой одежды, многие аспекты ее конструирования все еще остаются спорными. Правда, в конце прошлого (читай позапрошлого) – начале этого (читай прошлого) века полярные путешественники-лыжники накопили довольно большой опыт в этом вопросе.
В наше же время, когда экспедиции широко пользуются техническими средствами передвижения, этот опыт постепенно утрачивается. Вместе с тем сегодня все большую популярность приобретают спортивные путешествия на Крайний Север – возможно, в этом проявляется стремление человека сохранить свои индивидуальные качества вопреки техническому прогрессу. И, как бы то ни было, подобные путешествия могут оказаться не только мощным стимулом к совершенствованию зимней одежды, но и наиболее надежным способом апробации её качеств.
Влияние на домашний климат
Cielo
Обновлено 3 января 2022 г.
8 минут на чтение
Вы, должно быть, задаетесь вопросом, почему понятие «горячий воздух поднимается, а холодный опускается» должно волновать вас вне уроков физики. Это научное явление, также известное как конвекционный ток, определяет, как ваш дом нагревается или охлаждается.
От теплых пятен вокруг обогревателя до холодного пола у окна идея подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха может помочь объяснить все ваши опасения по поводу температуры в доме.
Утечки воздуха являются основной причиной того, почему большинство домовладельцев не могут поддерживать идеальную домашнюю температуру. Чтобы сделать домашний климат идеальным, нужно понимать, как и почему происходит воздухообмен. Это поможет вам подготовить свой дом к любой погоде и избавиться от всех забот, связанных с температурой!
Давайте разберемся в этом явлении с помощью приведенных ниже сценариев из реальной жизни и узнаем, как его можно использовать для поддержания наилучшего домашнего климата.
Почему горячий воздух поднимается, а холодный опускается?
В то время как у птиц есть крылья и дар природы летать, а самолеты оснащены мощными двигателями, просто удивительно видеть воздушный шар, поднимающийся в небо!
Да, горячий воздух поднимается вверх, но было бы неправильно говорить, что это естественное состояние тепла — стремиться вверх. Он может двигаться в любом направлении. По сути, тепло перемещается из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой.
В научных терминах это известно как закон термодинамики. Согласно второму закону термодинамики, передача тепла может осуществляться конвекцией, теплопроводностью и излучением.
Движение горячего воздуха обусловлено разницей температур. Поскольку это не научная лекция, мы будем делать все просто и понятно.
Тепло переходит в холод
Возьмем пример из вашей обычной рутины. Температура 100 градусов и невыносима без кондиционера. Вы включаете кондиционер, и следующее, что вы делаете, это закрываете окна.
Вы когда-нибудь задумывались, почему вы это делаете? Потому что тепло следует за холодом!
Если вы включите кондиционер на 78 градусов, но забудете закрыть окна, ваша комната никогда не достигнет желаемой температуры. Причина в том, что, поскольку на улице жарко, а внутри холодный воздух, тепло будет постоянно проникать через ваше окно. Процесс не остановится, пока не будет достигнуто состояние равновесия (т. е. одинаковая температура как внутри, так и снаружи).
Раковины с холодным воздухом
В ветреный осенний день у вас возникает соблазн открыть окна, чтобы улучшить вентиляцию и впустить в дом свежий прохладный воздух. Если у вас многоэтажный дом, то вы наверняка замечали, что на верхнем этаже гораздо жарче, чем на нижнем.
Это потому, что холодный воздух опускается. Более холодный воздух плотнее и, следовательно, тяжелее, поскольку связи молекул поглощают меньше энергии, чем горячий воздух. Поэтому холодный воздух остается ближе к поверхности.
Это подводит нас к вопросу: если холодный воздух опускается, почему он становится холоднее на больших высотах? Хотя верно то, что тепло поднимается вверх на любой высоте, в игру вступают и другие факторы.
Например, земля излучает тепло, которое переизлучается облаками, тем самым увеличивая температуру. В меньшей степени это явление может иметь место на больших высотах, что приводит к более низким температурам. Вы можете узнать больше об этом здесь.
Как подъем горячего воздуха и опускание холодного воздуха влияет на климат в вашем доме?
Воздухообмен между внутренним и наружным воздухом осуществляется двумя силами.
Один из них широко известен как эффект дымохода или эффект стека. По мере того, как горячий воздух поднимается вверх, он перемещается наружу в верхнюю часть дома, а более холодный наружный воздух всасывается снизу через щели, утечки, окна и т. д.
Другим фактором является отрицательное давление, создаваемое ветром. Когда дует ветер, с одной стороны дома создается большее давление, чем с другой. В результате наружный воздух проталкивается внутрь через щели и зазоры.
Все это приводит к неравномерной температуре и проблемам с поддержанием идеальной домашней температуры. Но с некоторыми базовыми знаниями в области ОВКВ и некоторыми советами и рекомендациями вы сможете решить эту проблему в кратчайшие сроки!
1. Второй этаж теплее летом
Если вы живете в многоэтажном доме, вы должны знать о разнице температур между верхним и нижним этажами.
Основная причина, по которой на верхних этажах дома жарко, — это поднимающийся вверх горячий воздух. Если, например, ваша кухня находится внизу или рядом с лестницей, горячий воздух в течение дня распространяется вверх по лестнице.
В результате верхний этаж кажется намного теплее, а в подвале может быть очень красиво и прохладно.
Еще одной причиной повышения температуры на верхних этажах является попадание на дом прямых солнечных лучей. Тепло поглощается стенами и крышей и передается остальной части вашего дома.
Вы можете решить эту проблему, правильно утеплив чердак, чтобы свести к минимуму воздействие горячих лучей. Кроме того, вы можете увеличить приток воздуха на второй этаж, чтобы поддерживать идеальную атмосферу. Зонирование — один из эффективных способов достижения желаемой температуры за счет циркуляции воздуха в доме. Если ваш кондиционер не охлаждает наверху, прочитайте эту статью о потенциальных проблемах и о том, что вы можете с этим сделать.
2. Утечки воздуха через трещины и щели
Утечки воздуха — распространенная проблема, с которой сталкивается каждый домовладелец. Эти утечки не только нарушают ваш комфорт, но и увеличивают расходы на кондиционирование воздуха.
Они влияют на микроклимат в вашем доме двумя способами: Когда наружный воздух просачивается внутрь вашего дома, это называется инфильтрацией.
С другой стороны, воздух внутри вашего дома, просачивающийся наружу, называется эксфильтрацией.
Летом через систему кондиционирования воздуха в дом поступает холодный воздух, но наружный воздух остается теплым. В случае сквозняков происходит воздухообмен между наружным и внутренним воздухом, что приводит к некомфортной атмосфере и высоким счетам за электроэнергию. Точно так же становится проблемой удержание нагретого воздуха в помещении зимой. Это затрудняет охлаждение / обогрев вашего дома по мере необходимости.
Двери и окна являются наиболее очевидными виновниками утечек воздуха в вашем доме. Однако щели, сквозняки, дыры, нарушенные атмосферостойкие уплотнения являются одними из менее очевидных и, следовательно, игнорируемых причин, ведущих к потерям тепла.
Перед началом пикового сезона важно проверить дом на наличие утечек воздуха. Следующим шагом должно быть заделка всех утечек и герметизация окон и дверей.
3. Вентиляторы обеспечивают циркуляцию осевшего воздуха
Поскольку горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается, вентиляторы очень удобны для перемещения осушенного воздуха по дому.
Летом вращайте вентиляторы против часовой стрелки. Несмотря на то, что вентиляторы не охлаждают комнату, они лучше справляются с увеличением потока воздуха в сочетании с кондиционером. Поскольку охлажденный воздух оседает ближе к полу, работающий вентилятор создаст эффект прохладного бриза по всей комнате. Это даже поможет вам установить термостат на пару градусов выше, что позволит сэкономить энергию.
Хотя вентиляторы популярны летом, вы можете быть удивлены, узнав, что они могут быть весьма полезны и зимой. Вам просто нужно изменить их направление на часовую стрелку в более холодные месяцы. Как вы уже знаете, горячий воздух, подаваемый вашей системой отопления, будет подниматься вверх, он будет оставаться ближе к потолку. Затем запуск вентилятора помогает рассеять его по всей комнате.
4. Камины вызывают потерю тепла
Внутренние камины придают винтажный вид и добавляют тепла вашему интерьеру. Аромат горящих дров и звук потрескивающих дров доставляют ни с чем не сравнимое удовольствие.
Но все это имеет свою цену.
Даже когда камины не используются, на них приходится около 90-95% потерь тепла за счет теплопроводности и инфильтрации. Поскольку горячий воздух поднимается вверх, он выходит через дымоходы. Дымоходы камина (проход внутри вашего дымохода) являются основным источником утечек воздуха. Дымоходы обычно сделаны из металла, и резкие перепады температуры могут привести к трещинам, что приведет к потерям тепла.
Надувные баллоны для дымоходов являются эффективным средством предотвращения потерь тепла через дымоходы. Они устанавливаются под отверстием дымохода и блокируют воздух внутри вашего дома от выхода наружу.
5. Одношланговые переносные кондиционеры создают отрицательное давление
Одношланговые переносные кондиционеры популярны среди домовладельцев благодаря своей компактной конструкции и низкой цене.
Одна вещь, о которой многие из вас могут не знать, это то, что они гораздо менее эффективны. Портативные кондиционеры с одним шлангом забирают горячий влажный воздух из вашей комнаты и выбрасывают его наружу.
Поскольку воздух постоянно выталкивается, создается отрицательное давление. В результате теплый воздух из щелей, щелей, дверных проемов и окон проникает внутрь, чтобы заменить недостающий воздух.
Это не только увеличивает нагрузку на устройство, но и затрудняет достижение желаемого эффекта охлаждения.
Поэтому, если вы думаете о покупке портативного кондиционера, лучшим вариантом может быть двухшланговый. Они более эффективны, так как один из шлангов выполняет функцию отвода воздуха, а другой вводит охлажденный воздух.
Теперь вы знаете все, что нужно знать о том, почему горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается. Вы можете использовать эти знания, чтобы внести некоторые изменения в свой дом, и температура в вашем доме будет под вашим контролем!
Дополнительный совет : Используйте интеллектуальные термостаты или интеллектуальные контроллеры переменного тока для автоматизации ваших потребностей в кондиционировании воздуха.
Эти устройства предлагают расширенные функции, такие как удобный режим, планирование, зонирование и многое другое, что делает вашу жизнь максимально удобной.
Время жить разумно!
Рекомендуется для вас
Сделайте свой мини-сплит, оконный или портативный кондиционер умным.
Управляйте своим кондиционером из любого места и в любое время с помощью интеллектуальных контроллеров переменного тока Cielo Breez.
Shop Now
Recomended for you
Company
Get the latest
  Twitter
  Facebook
  LinkedIn
  Instagram
Contact Us
  +1 425 529 5775
  Redmond, WA 98052
© 2022 Cielo WiGle Inc.
Сэкономьте 5% сейчас
Подпишитесь сейчас и получите дополнительную скидку 5% на все продукты Cielo.Отправить код скидки
Почему в некоторых комнатах холоднее (или жарче), чем в других
Вам кажется, что в одной из комнат вашего дома никогда не бывает нужной температуры?
В вашей спальне всегда жарко и душно, или, может быть, ваш ребенок говорит о том, что в его комнате всегда холодно (но в остальной части дома вроде все в порядке)?
Есть несколько хороших объяснений этой распространенной проблемы горячих/холодных точек в доме, начиная от таких простых вещей, как закрытые или заблокированные вентиляционные отверстия, и заканчивая слишком большими или маленькими блоками.
Мы рассмотрим некоторые возможные причины, которые вы можете устранить самостоятельно, а также некоторые вещи, которые лучше оставить профессионалам.
Вещи, которые вы можете сделать сами
Нет никакой гарантии, что эти вещи решат вашу проблему, если в одной комнате у вас жарче или холоднее, чем в остальных, но они — отличная отправная точка! Иногда проблема действительно имеет простое решение.
Нет ничего необычного в том, что одна комната может быть горячей или холодной, но, к счастью, это означает, что у нас есть большой опыт в этом!
Ваши фильтры грязные?
Наши специалисты рекомендуют фильтры MERV 8, а это значит, что у них такие же широкие складки! Фильтры следует менять каждые 30-60 дней.Когда вы в последний раз меняли фильтры? У вас есть подходящие фильтры? Если вы не знаете, как часто их менять или какой тип лучше, загляните в наш блог о фильтрах: Фильтры 101.
Если вы не уверены, когда меняли их в последний раз, или знаете, что это было давно, мы рекомендуем сначала взглянуть на ваши фильтры.
Если они выглядят тусклыми и серыми, определенно пора поставить новые.
Бонус: если вы являетесь участником программы Priority Advantage® и у вас есть фильтры, ваш технический специалист заменит вам фильтры во время планового технического обслуживания без дополнительных затрат!
Грязные фильтры могут повлиять на поток воздуха в вашем устройстве, что сделает его работу менее эффективной. Это может привести к тому, что в одной комнате будет жарче или холоднее, чем в других, просто потому, что ваше устройство не поспевает за ними.
Рекомендуется: «Плохо спишь? Это может быть температура в вашем доме»
Вы держите дверь закрытой?
Есть ли в вашем доме дверь, которую вы часто держите закрытой? Или, может быть, вы держите несколько дверей закрытыми? Когда вы держите дверь закрытой, это может замедлить поток воздуха в эту комнату. Фактически, комната «надувается» и больше не может принимать больше воздуха, поэтому вместо этого воздух из вашей системы будет перемещаться в другие комнаты, а это означает, что эта комната не будет нагреваться или охлаждаться, как вам хотелось бы.
Решение? Время от времени оставляйте дверь приоткрытой, если не полностью открытой.
Вы держите какие-либо окна открытыми?
Если на ваших окнах наблюдается чрезмерный конденсат, возможно, стоит обновить окна, чтобы обеспечить лучшую изоляцию. Неправильная изоляция может сделать одну комнату холоднее или горячее, чем остальные, потому что она пропускает воздух из комнаты.Если в вашем доме есть открытые окна, закройте их. Они выпускают охлажденный/нагретый воздух и впускают наружный воздух. Это просто усложняет задачу для вашего подразделения. Закрывая окна, не забудьте запереть их! Если вы этого не сделаете, они могут открыть трещину, и это может привести к потере большого количества воздуха, особенно зимой.
Замечали ли вы когда-нибудь зимой, что на ваших окнах влага? Немного нормально, но чрезмерная конденсация на ваших окнах на самом деле является признаком того, что ваши окна
теряют много тепла! Тепло уходит и пытается забрать с собой влагу, но влага не может пройти через стекло, оставляя после себя тот «пот», который вы видите на стекле.
Это проблема, с которой вы чаще сталкиваетесь в старых домах, но это может произойти в любом доме. Что лучше всего сделать? Обновите окна, чтобы помочь сохранить тепло в вашем доме.
Открыты ли вентиляционные отверстия приточного воздуха?
Прохладная комната — это не только естественный способ борьбы с бессонницей, но и множество других преимуществ для здоровья, от улучшения настроения до борьбы с сердечными заболеваниями.
Прогуляйтесь по дому и проверьте вентиляцию приточного воздуха. Когда вы проверяете вентиляционные отверстия в комнате, где холоднее или горячее, чем в остальных, вы замечаете что-нибудь другое? Вы можете быть удивлены, обнаружив, что один или несколько из них закрыты или заблокированы. Если на пути ваших вентиляционных отверстий скопилась пыль, шторы или мебель, это может помешать им равномерно распределять воздух по всему дому. Вы должны убедиться, что вокруг вентиляционных отверстий есть свободное пространство не менее фута (или больше, если это возможно).
Вы оставляете шторы открытыми или закрытыми?
Шторы, жалюзи, шторы — все, чем вы закрываете окна, также может помочь регулировать температуру в вашем доме. Зимой открытые шторы могут облегчить отвод тепла. Что касается лета, то пусть жаркое солнце бьет в ваши окна, конечно, не помогает, когда вы изо всех сил пытаетесь сохранить прохладу. Конечно, мы понимаем, что вы хотите использовать естественный свет, когда это возможно! Это всего лишь одна вещь, которую вы можете сделать, чтобы немного выровнять температуру в вашем доме в те дни, когда это наиболее важно.
Вещи, для которых нужен профессионал
Иногда методы «сделай сам» просто не подходят, и вам нужно обратиться к профессионалам. Вот для чего мы здесь! К счастью для вас, в Morris-Jenkins работают высококвалифицированные специалисты! Наши техники всегда заботятся о семье и безопасности, и им нравится с первого раза убедиться, что работа выполнена правильно. Когда вы звоните нам, ваш технический специалист может искать любую из следующих вещей, чтобы точно определить вашу проблему.
Утечка воздуховода
Негерметичный воздуховод – частая причина неравномерного нагрева и воздуха в доме. Многие дома теряют в среднем 20-30% воздуха в системе воздуховодов просто из-за дыр, неправильно подсоединенных воздуховодов или других утечек. Если ваши счета за коммунальные услуги растут, и вам трудно поддерживать в доме комфортную температуру, это может быть причиной.
Низкая скорость вентилятора
Если скорость вентилятора вашего устройства слишком низкая для ваших потребностей в отоплении и воздухе, один из наших специалистов может выйти и отрегулировать скорость вращения (оборотов в минуту) до более высокой, чтобы помочь вашему устройству не отставать от вашего дома. требование. Увеличение оборотов означает увеличение объема воздуха.
Перегибы в воздуховоде
Видите эти большие изгибы в воздуховоде? Это потому, что воздуховоды не поддерживаются должным образом. Это может привести к потере воздушного потока, из-за чего в некоторых комнатах может казаться теплее или холоднее, чем должно быть.
Если ваш воздуховод смят, пережат или перекручен, он будет с трудом подавать воздух. Подумайте об этом, как когда вы используете шланг для мытья автомобиля, и шланг перегибается, поэтому вода не может хорошо проходить через шланг, пока она не будет выпущена. Или вы можете представить это как соломинку для питья, если бы вы ущипнули ее во время питья. Ваш техник проверит что-нибудь необычное в ваших воздуховодах, чтобы убедиться, что это не является причиной. Если это так, ваш техник Morris-Jenkins может отрегулировать воздуховод или отремонтировать его по мере необходимости.
Блок неподходящего размера
Больше не всегда значит лучше , когда речь идет о вашем блоке обогрева и охлаждения. На самом деле, в каждом доме есть единица своего размера, которая будет работать лучше всего, и для ее расчета требуется профессионал. Если ваш блок слишком велик, он отключится, прежде чем у него будет возможность нагреть или охладить каждую комнату. Если это так, вы можете использовать вентиляторы по всему дому, чтобы улучшить циркуляцию воздуха.
Если ваше устройство слишком маленькое, оно, скорее всего, никогда не сможет удовлетворить ваши потребности в отоплении и охлаждении. Единственными вариантами исправления этого будет либо установка дополнительного блока, либо установка более нового, большего (но соответствующего размера) блока.
Связанный: «Больше не всегда лучше: какой размер системы HVAC лучше для вас?»
Увеличьте приток воздуха в определенные помещения
Если в одной из ваших комнат недостаточно воздуха, и вы уже проверили, открыты ли вентиляционные отверстия, возможно, вам придется вызвать специалиста для регулировки заслонок воздуховодов. Заслонки воздуховодов — это клапаны, которые контролируют поток воздуха и помогают перенаправить его по всему дому. Регулировка заслонок воздуховодов поможет регулировать температуру во всем доме, регулируя количество охлажденного или нагретого воздуха, подаваемого в каждую комнату.
Как был установлен ваш воздуховод?
Правильная установка воздуховода является важнейшим фактором сбалансированности вашей системы.
Кроме того, демпферы можно использовать для точной настройки воздушного потока в вашем доме. Большие воздуховоды и больше приточных вентиляционных отверстий могут пропускать большие объемы воздуха, но несколько факторов могут помешать вашему воздуху поддерживать комфорт во всем доме.
В вашем доме больше одного этажа
Возможно, вы уже слышали фразу «тепло поднимается». Это относится к воздуху в вашем доме! Если у вас нет зонированной системы кондиционирования, более теплый воздух в вашем доме может подниматься на верхние этажи вашего дома, из-за чего ваши комнаты наверху будут казаться теплее, чем внизу.
Ваши воздуховоды не изолированы или у вас длинные воздуховоды
На этой фотографии приточный воздуховод потерял свою изоляцию, поэтому, проходя через него горячий или холодный воздух, он подвергается воздействию температуры в подполье.Летом он будет сильно «потеть» снаружи, что может привести к проблемам с водой в подполье.
В комнатах, наиболее удаленных от кондиционера, может показаться, что теплее, чем в других комнатах, потому что у вас есть длинные участки воздуховодов (или ваши воздуховоды могут быть неизолированными).
Воздух проходит через ваши воздуховоды, которые находятся в некондиционируемых помещениях вашего дома (обычно на чердаке), и по пути они нагреваются. Вы можете подумать о переходе на более эффективную систему воздуховодов.
У вас недостаточно обратных клапанов
Во многих больших домах есть только один возвратный клапан. Это одно вентиляционное отверстие просто не может втянуть достаточно теплого воздуха из комнат, которые находятся дальше от него, поэтому много холодного и теплого воздуха в конечном итоге смешиваются вместе. Результат? Комната, в которой слишком жарко или слишком холодно. Хотите подходящую комнату? Попробуйте оставить двери в большее количество комнат открытыми или подумайте о том, чтобы добавить больше обратных каналов.
То, как вы используете комнату, может повлиять на температуру
Убедитесь, что вы не загораживаете вентиляционные отверстия! Заблокированное вентиляционное отверстие может помешать вашему устройству работать должным образом, и это может создать жаркую или холодную комнату, в которой неудобно находиться.