51. Feladatmegoldás, gyakorlás

Forrás:
Fizika Kémia Érettségi feladatok  
https://kemfiz.hu
Hőtan
Elemző.pdf 
2. feladat

Miért tart sokkal tovább felfűteni a lakást 12 °C-ról 20 °C-ra akkor, ha a lakás hosszú ideig ki volt hűlve, mint amikor csak rövid szellőztetés miatt esik vissza ugyanarra a hőmérsékletre. 

Kérdések:

1. Milyen állapotjelzők változnak meg a levegőben fűtés közben, és melyek maradnak közel állandók (például térfogat, nyomás, hőmérséklet, sűrűség).

2. Milyen állapotjelzők változnak meg a levegőben fűtés közben, és melyek maradnak közel állandók (például térfogat, nyomás, hőmérséklet, sűrűség).

3. Mekkora lehet a kicserélődő levegő tömegaránya, vagyis a fűtés során mennyi hideg levegő távozik és mennyi meleg levegő áramlik be a lakás résein keresztül.

4. Mire fordítódik a fűtési energia a két különböző helyzetben:

A. amikor a lakás teljesen áthűlt (falak, bútorok, szerkezetek is hidegek),

B. illetve amikor csak a levegő hűlt le rövid szellőztetés miatt. Emellett azt is vizsgálja, hogyan és milyen formában távozik energia a lakásból fűtés közben (hővezetés, légcsere, sugárzás).

Válaszok:

1. 2. A levegő állapotának változásai fűtés közben

A szoba levegője ideális gázként viselkedik, ezért a fűtés hatására a következő történik:

• A hőmérséklet nő, hiszen ez a fűtés közvetlen hatása.

• A sűrűség csökken, mert melegedéskor a levegő tágulna.

• A nyomás gyakorlatilag állandó marad, mivel a lakás nem légmentes: a levegő ki-be áramlik, így a belső nyomás kiegyenlítődik a külsővel.

• A térfogat állandó, hiszen a szoba mérete nem változik.

• A levegő tömege kicsit csökken, mert a melegedő levegő egy része kiszorul a réseken át.

4. A fűtési energia felhasználása két különböző helyzetben

1. Amikor a lakás teljesen áthűlt

Ilyenkor a fűtési energia nagy része nem a levegő felmelegítésére, hanem a következőkre megy el:

• Falak, padló, mennyezet, bútorok felmelegítése – ezek hőkapacitása sokszorosa a levegőének, ezért rengeteg energiát nyelnek el.

• Hőveszteség a külvilág felé:

  • hővezetés a falakon, ablakokon át,

  • légcsere a réseken keresztül,

  • hősugárzás a hidegebb külső felé.

Ezért tart sokkal tovább visszafűteni egy hosszabb távollét után kihűlt lakást.

2. Amikor csak a levegő hűlt le szellőztetés miatt

Ebben az esetben:

• A levegő gyorsan felmelegszik, mert kis tömegű és kis hőkapacitású.

• A falak és bútorok továbbra is melegek, így ők is hőt adnak át a levegőnek – vagyis "rásegítenek" a fűtésre.

• A veszteségek ugyanazok (hővezetés, légcsere, sugárzás), de sokkal kisebb a szükséges energiamennyiség, mert a szerkezetek nem hűltek ki.

Vissza