44. Feladatmegoldás, grafikonos elemzés

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_hotan.html
Elemző feladat 

2. 

Egy lakás télen 12 °C-ra hűl le hosszabb távollét alatt. A fűtés bekapcsolásakor azt tapasztaljuk, hogy sokkal tovább tart 20 °C-ra felmelegíteni, mint amikor csak egy rövid szellőztetés után esik vissza ugyanilyen hőmérsékletre. (A lakás nem légmentesen zárt.)

a) Mely levegő‑állapotjelzők változnak meg a fűtés során, és melyek maradnak állandók?

b) Becsülje meg, hogy a szoba levegőjének mekkora hányada távozhat a fűtés közben!

c) Mire fordítódik a fűtőtestek által leadott energia a két különböző esetben? Hogyan és milyen módon "szökik meg" az energia a fűtés során?

Megoldás:

a) Mely állapotjelzők változnak meg, és melyek maradnak állandók fűtés közben?

Változik:

• Hőmérséklet (T) – ez nő 12 °C-ról 20 °C-ra.

• Nyomás (p) – a szoba nem légmentes, ezért a melegedő levegő egy része kiszorul, így a nyomás gyakorlatilag állandó marad, de a folyamat közben pillanatnyilag változhat.

• Térfogat (V) – a szoba térfogata állandó, nem tágul.

• Sűrűség (ρ) – csökken, mert a meleg levegő könnyebb.

Összefoglalva: A szoba térfogata állandó, a nyomás gyakorlatilag állandó, a hőmérséklet nő, a sűrűség csökken.

b) A levegő tömegének mekkora része távozik a fűtés során?

A levegő ideális gázként viselkedik, ezért

c) Mire fordítódik a fűtőtest energiája a két esetben? Hogyan "szökik meg" az energia?

1. Hosszú távollét után (a falak, bútorok is hidegek):

A fűtés energiája:

• a levegő felmelegítésére,

• a falak, bútorok, padló, mennyezet felmelegítésére,

• a hőveszteségek pótlására (falakon, ablakokon át).

Ezért tart sokkal tovább.

2. Rövid szellőztetés után:

• A falak és bútorok melegek maradnak, csak a levegőt kell újra felmelegíteni.

• Sokkal kevesebb energia kell → gyorsabb felfűtés.

Hogyan szökik meg az energia?

• Hővezetés a falakon, ablakokon át.

• Konvekció: a meleg levegő egy része kiszorul a réseken.

• Hősugárzás a hidegebb környezet felé.

Vissza