Zov?eobec?uj?ce opakovanie programov?ho u?iva z fyziky na vy???ch ro?n?koch formou rie?enia ilustrovan?ch kvalitat?vnych probl?mov. Zov?eobec?uj?ce opakovanie programovej l?tky z fyziky na strednej ?kole formou rie?enia ilustrovan?ch kvalitat?vnych probl?mov Proe

Dobr? de?, mil? ?itatelia. V detstve si ka?d? z n?s polo?il ot?zku „Pre?o?“. Ako vyrast?me, na?e deti sa n?s ?asto p?taj? aj na t?to ot?zku. Na niektor? „pre?o“ je ?a?k? odpoveda?. V tejto s?vislosti som sa rozhodol, ?e by bolo celkom zauj?mav? a pou?n? odpoveda? na niektor? z „pre?o“. A ke??e ot?zok je ve?a, t?mto odpovediam bude venovan? cel? s?ria ?l?nkov.

Dne?n? ?l?nok bude venovan? odpovedi na ot?zku, pre?o palivov? drevo pri horen? prask?.

V?etko je celkom jednoduch? a je vysvetlen? jednoduch?mi fyzik?lnymi javmi.

Drevo, ako v?etky organick? l?tky, pozost?va z mal?ch buniek. V?etky bunky obsahuj? tekutinu. Ako ka?d? in? kvapalina, ke? je vystaven? vysok?m teplot?m, odparuje sa a men? sa na plyn. Pri zahrievan? sa plyn rozp?na, tlak na ?l?nok sa zvy?uje a nakoniec praskne ako bal?n.

Prirodzene, tak?to „v?buch“ jednej bunky si nev?imneme. Ale buniek s? mili?ny a nie je mo?n? nepo?u? „v?buch“ tak?ho po?tu buniek.

V?sledkom je, ?e pri spa?ovan? palivov?ho dreva po?ujeme praskanie a sy?anie.

Je zauj?mav?, ?e bez oh?adu na to, ?i je palivov? drevo such? alebo mokr?, st?le po?ujeme praskanie. pre?o? Bez oh?adu na to, ako dobre je palivov? drevo vysu?en?, st?le v ?om zostane ur?it? vlhkos?.

Mimochodom, ??m je palivov? drevo such?ie, t?m je praskanie hlasnej?ie. A sila tresky z?vis? aj od druhu dreva. Vedci st?le nepri?li na to, pre?o sa to deje. S najv???ou pravdepodobnos?ou to z?vis? od ?trukt?ry samotn?ho dreva a pr?tomnosti ?iv?c v ?om.

Je dobre zn?me, ?e pri spa?ovan? gu?atiny (vr?tane gu?atiny budov po?as po?iarov) sy??, prask?, cvak?, „vystre?uje“ a dokonca exploduje. Existuje mnoho d?vodov pre tak?to akustick? javy a bolo by zvl??tne, keby palivov? drevo bolo po?as spa?ovania „tich?“.

Horiace polen? praskaj? a ?o je zauj?mav?, ka?d? po svojom. Ak do piecky vlo??te vysu?en? bukov? drevo, takmer nepo?u? zn?me praskanie. Osika bude pokojne praska?, zatia? ?o borovica jednoducho „vystrel?“ v plameni – nahromaden? ?ivica sa uvo?n? z jej dut?n a napln? miestnos? pr?jemn?m ?terom.

Spa?ovanie palivov?ho dreva nielen „rozpr?va“ svoj?m vlastn?m sp?sobom, ale m? aj ?al?ie charakteristick? ?rty. Napr?klad t? ist? zap?chaj?ca borovica by sa nemala pou??va? v otvorenom krbe - bud? lieta? iskry. Je lep?ie sp?li? ?ere??ov? alebo jablkov? vetvy a vychutna? si teplo a pr?jemn? v??u. Ak pou??vate dom?ci ohe? alebo saunu s pecou na drevo, pred ?a?bou palivov?ho dreva sa ur?ite pora?te s odborn?kom.

Predpoklad? sa, ?e dobr? palivov? drevo (ktor? d?va ve?a tepla) by sa malo pred pou?it?m vysu?i?, k?m obsah vlhkosti dreva nie je asi 15-16% (maxim?lne povolen? je 25%). Aj ten najsuch?? strom si v?ak zachov?va vlhkos?: ide o takzvan? „kapil?rnu“ vodu v bunkov?ch dutin?ch a „koloidn?“ v bunkov?ch membr?nach a ve?mi mal? mno?stvo chemicky viazanej vody.

Ke? sa plame? rozhor? a palivov? drevo je pokryt? prvou zuho?natenou vrstvou, v?etka voda sa zmen? na paru. Nepretr?it? praskanie polien v peci nie je ni? in? ako s?ria skuto?n?ch mikrov?buchov. Vl?kna dreven?ho uhlia sa trhaj? a vodn? para sa uvo??uje. ?lomky zuho?naten?ho dreva sa od seba odr??aj? a vyd?vaj? hlasn? cvakanie. To v?etko nazna?uje za?iatok pyrol?zy - procesu, po?as ktor?ho doch?dza k tepeln?mu rozkladu dreva na r?zne chemick? prvky.

Akustick? hluk pri spa?ovan? m??eme rozdeli? na nepretr?it? a jednorazov? (epizodick?). Nepretr?it? hluk sa prejavuje vo forme sy?ania (pri turbulentnom odtoku vodnej pary a plynn?ch produktov pyrol?zy z p?rov dreva) a vo forme hu?ania (z turbulentn?ho horenia plame?a). Be?ne nepretr?it? zvuky zah??aj? aj dobre zn?me praskanie dreva po?as spa?ovania, sp?soben? krehk?mi prasklinami dreven?ho uhlia naprie? vl?knami, tak?e charakteristick? praskanie sa objavuje a? po objaven? sa zuho?natenej vrstvy a zrete?ne indikuje za?iatok horenia (a nie len r?chly su?enie).

Epizodick? kliknutia s? sp?soben? odrazmi ?lomkov (vlo?iek) zuho?natenej vrstvy. V tomto pr?pade ak?ko?vek deformovanie vedie k krehk?mu praskaniu uho?nej vrstvy. Tak?e aj horiaci papier za?ne „?u??a?“ a? po zuho?naten? a povinnom zmr?ten? a ohnut? hor?ceho uhl?kov?ho zvy?ku. A pri deform?cii mas?vnych kme?ov s? mo?n? ostr? trhliny nielen v zuho?natenej vrstve, ale aj v dreve, a to aj v d?sledku tlaku vodnej pary a pyrol?znych plynov v h?bke dreva. Emisie hor?cich plynov s? sprev?dzan? praskan?m a v?buchmi pri po?iaroch.

Pr??iny praskania dreva pri spa?ovan? v?ak nie s? ?plne jasn?. Niektor? sa teda domnievaj?, ?e pieskovan? breza pri horen? prask? ove?a menej ako osika, preto?e breza m? najmen?? rozdiel v tangenci?lnom a radi?lnom zmr?ten? (a preto sa nedeformuje), zatia? ?o osika m? najv????. Buk s vysok?m rozdielom zmr?tenia z?rove? pri spa?ovan? v?bec neprask?. In? sa preto domnievaj?, ?e ??m je drevo tvrd?ie (a ??m vy??ia je pevnos? v ?ahu), t?m menej bude praska?. V ka?dom pr?pade jed?a n?zkej pevnosti pri spa?ovan? ve?mi silno prask?. Je ?a?k? pochopi? a n?js? skuto?n? s?vislos? medzi praskan?m po?as spa?ovania a praskan?m. Skaly pre umeleck? rezb?rstvo sa teda delia na silne praskaj?ce (hrab, jase?, javor, buk) a slabo praskaj?ce (smrek, borovica, jed?a, c?der, smrekovec).

Osika je medzi ?u?mi pova?ovan? za mimoriadne kontroverzn? drevo. Ak palivov? drevo z popola a brezy hor? aj vlhk?, potom ?erstvo narezan? „osika nehor? bez petroleja“. Osika sa zriedka ?a?? na palivov? drevo, preto?e (ako borovica) sa pou??va na stavbu (najm? zruby na k?panie). Predpoklad? sa, ?e osika „nevrie“, d?va „m?lo tepla“, r?chlo hor? v suchom stave a spa?uje sadze z kom?nov. Aspen faj?? m?lo, u? d?vno sa "trhol fak?a" na osvetlenie a teraz vyr?baj? z?palky.

Pri horen? osika prask? („iskry“, „mal?“ praskliny), na rozdiel napr?klad od borovice, ktor? prask? len zriedka, ale silne („vystre?uje“).

Ak? asoci?cie m?te so slovami „horenie palivov?ho dreva“? Roztopen? krb alebo kachle, t?bor?k; pr?jemn? teplo a teplo z otvoren?ho oh?a; lietaj?ce iskry a samozrejme praskanie. Len m?lo ?ud? prem???a o tom, pre?o palivov? drevo prask?. V z?vislosti od druhu dreva a stup?a jeho zmr?tenia nem??u polen? vyd?va? takmer ?iadny akustick? hluk, alebo nepretr?ite sy?a?, cvaka?, praska?... V tichosti strom nikdy nezhor?.

Mo?no ste ako die?a milovali knihy a telev?zne programy zo s?rie Z?bavn? fyzika pre deti. Jednoduch?, ka?dodenn? udalosti v nich boli s ob?ubou vysvet?ovan? empiricky. Sk?ste si zopakova? podobn? element?rny experiment z detstva.

Otvorte horiaci spor?k alebo si sadnite k oh?u a potom prineste kovov? nabera?ku, nabera?ku alebo ly?icu hore nohami k plame?u. Povrch kovu bude ?oskoro pokryt? kvap??kami. Ak privediete riad e?te bli??ie k oh?u, potom s?ernie od sadz?.

Ponorte horiacu palicu do hlbokej n?doby aspo? dvakr?t. Plame? zhasne a zaka?d?m r?chlej?ie. Faktom je, ?e oxid uhli?it? sa hromad? v n?dr?i. Voda, uhlie a plyn – na to sa nakoniec premen? hromada palivov?ho dreva vo va?ej piecke.

Predpoklad? sa, ?e dobr? palivov? drevo (ktor? d?va ve?a tepla) by sa malo pred pou?it?m vysu?i?, k?m obsah vlhkosti dreva nie je asi 15-16% (maxim?lne povolen? je 25%). Aj ten najsuch?? strom si v?ak zachov?va vlhkos?: ide o takzvan? „kapil?rnu“ vodu v bunkov?ch dutin?ch a „koloidn?“ v bunkov?ch membr?nach a ve?mi mal? mno?stvo chemicky viazanej vody.

Ke? sa plame? rozhor? a palivov? drevo je pokryt? prvou zuho?natenou vrstvou, v?etka voda sa zmen? na paru. Nepretr?it? praskanie polien v peci nie je ni? in? ako s?ria skuto?n?ch mikrov?buchov. Vl?kna dreven?ho uhlia sa trhaj? a vodn? para sa uvo??uje. ?lomky zuho?naten?ho dreva sa od seba odr??aj? a vyd?vaj? hlasn? cvakanie.

Mo?no ste pri po?iaroch po?uli siln? pukanie. I?lo o epizodick? emisie hor?cich plynov pyrol?za. Zjednodu?ene povedan?, proces spa?ovania pozost?va z dvoch et?p: pyrol?za dreva a spa?ovanie jeho produktov. Pyrol?za- rozklad zlo?it?ch organick?ch l?tok pri teplot?ch do 450 °C. Z?rove? sa asi ?tvrtina produktov okam?ite uvo?n? vo forme plynov: oxid uhli?it?, vod?k, met?n a oxid uho?nat?. Pribli?ne polovica hmoty dreva po?as spa?ovania tvor? kvapalinu pozost?vaj?cu z vody a r?znych organick?ch l?tok vr?tane kyseliny octovej, alkoholov a in?ch zl??en?n.

Ale v ohni alebo spor?ku s? tieto kvapaliny nevidite?n?, preto?e sa okam?ite vyparuj?. Zvy?ok hmoty tvor? dreven? uhlie pozost?vaj?ce z 80–90 % uhl?ka. Je ve?mi p?rovit? a tleje v d?sledku interakcie s kysl?kom prenikaj?cim do jeho p?rov. Ak poleno zhor? od povrchu, potom sa jeho vn?torn? vrstvy zohrej? a spust? sa v nich pyrol?za. Vzniknut? plyny sa hromadia medzi vrstvami dreva a trhaj? ich s hlasn?m praskan?m, preto?e hr?bka vonkaj?ej vrstvy sa zmen?uje prehoren?m a tlak pod ?ou sa zvy?uje zahrievan?m. A palivov? drevo neust?le prask? v d?sledku toho, ?e drevo schne pod vplyvom tepla a deformuje sa, ?o sp?sobuje zni?enie krehk?ho uhlia, ktor? vzniklo na polen?ch po?as pyrol?zy.

?pecialisti sa dokonca nau?ili vykurova? drevom ?peci?lnym sp?sobom bez vzduchu (alebo s obmedzen?m pr?stupom) pre r?zne v?robn? potreby.

Horiace polen? teda praskaj? a ?o je zauj?mav?, ka?d? po svojom. Ak do piecky vlo??te vysu?en? bukov? drevo, takmer nepo?u? zn?me praskanie. Osika bude pokojne praska?, zatia? ?o borovica jednoducho „vystrel?“ v plameni – nahromaden? ?ivica sa uvo?n? z jej dut?n a napln? miestnos? pr?jemn?m ?terom.

Spa?ovanie palivov?ho dreva nielen „rozpr?va“ svoj?m vlastn?m sp?sobom, ale m? aj ?al?ie charakteristick? ?rty. Napr?klad t? ist? zap?chaj?ca borovica by sa nemala pou??va? v otvorenom krbe - bud? lieta? iskry. Je lep?ie sp?li? ?ere??ov? alebo jablkov? vetvy a vychutna? si teplo a pr?jemn? v??u. Ak pou??vate dom?ci ohe? alebo saunu s pecou na drevo, pred ?a?bou palivov?ho dreva sa ur?ite pora?te s odborn?kom.

Ka?d? vie, ?e spa?ovanie palivov?ho dreva v kachle je sprev?dzan? r?znymi zvukmi. M??u sy?a?, cvaka?, puka?, strie?a? a explodova?. Rovnak? javy sa pozoruj? pri spa?ovan? polen? pri po?iaroch.

?o m??e vysvetli? vzh?ad tak?chto zvukov?

Existuje mnoho d?vodov pre v?skyt akustick?ho hluku a m??u z?visie? od r?znych faktorov.

Akustick? hluk, ktor? vznik? pri spa?ovan? stromu, mo?no be?ne rozdeli? na epizodick? (alebo jednorazov?) a nepretr?it?. Vzh?ad nepretr?it?ch sy?iv?ch zvukov je ovplyvnen? turbulentn?m odtokom vody a plynn?ch p?r z p?rov dreva. Pri turbulentnom horen? plame?om vyd?va drevo zvuk vo forme hu?ania. Nepretr?it?mu hluku mo?no prip?sa? aj praskanie polien po?as spa?ovania. Tak?to praskanie sa vyskytuje iba vtedy, ke? sa objav? vrstva zuho?natenia, ?o znamen? za?iatok horenia stromu. Zriedkav? kliknutia, ktor? sa vyskytuj?, s? sp?soben? odrazmi ?ast?c zuho?naten?ho dreva.

Pri deform?cii ve?k?ch polien je mo?n? roz?tiepenie zuho?natenej vrstvy aj vn?torn?ho dreva. Tento proces je v pr?pade po?iarov zvy?ajne sprev?dzan? v?buchmi a puknutiami.

Za zmienku v?ak stoj?, ?e pr??ina praskania horiaceho dreva nebola definit?vne objasnen?. Niektor? veria, ?e ol?pan? brezov? polen? praskaj? ove?a menej ako osika, preto?e maj? najmen?? rozdiel v radi?lnom a tangenci?lnom zmr?ten?, zatia? ?o osika m? najv????. Ale buk, ktor? m? vysok? rozdiel, tresku v?bec nevy?aruje. Preto existuje n?zor, ?e ??m je drevo pevnej?ie, t?m menej prask?. Tak?e napr?klad jed?a, ktor? m? ve?mi n?zku pevnos?, pri spa?ovan? ve?mi silno prask?.

Je pomerne ?a?k? ur?i? skuto?n? s?vislos? medzi praskan?m dreva a praskan?m po?as spa?ovania.

Osika je v tomto smere jedine?n? drevina. Ak polen? z popola a brezy horia aj v ?erstvo narezanom stave, potom sa surov? osika ve?mi ?a?ko sp?li. V tomto oh?ade sa osika takmer nikdy nezbiera na palivov? drevo, ktor? sa pou??va hlavne v stavebn?ctve.

V?eobecne sa ver?, ?e such? osika pri spa?ovan? d?va m?lo tepla, r?chlo vyhor? a vyp?li sadze z kom?nov. Aspenov? drevo pri spa?ovan? neprodukuje sadze, tak?e sa od staroveku pou??va na pr?pravu pochodne av na?ej dobe - na v?robu z?paliek.

P?lenie osiky je zvy?ajne sprev?dzan? mal?m praskan?m, na rozdiel od borovice, ktor? vyd?va zriedkav?, ale ve?mi siln? praskanie.

Ak? asoci?cie m?te so slovami „horenie palivov?ho dreva“? Roztopen? krb alebo kachle, t?bor?k; pr?jemn? teplo a teplo z otvoren?ho oh?a; lietaj?ce iskry a samozrejme praskanie. Len m?lo ?ud? prem???a o tom, pre?o palivov? drevo prask?. V z?vislosti od druhu dreva a stup?a jeho zmr?tenia nem??u polen? vyd?va? takmer ?iadny akustick? hluk, alebo nepretr?ite sy?a?, cvaka?, praska?... V tichosti strom nikdy nezhor?.

Mo?no ste ako die?a milovali knihy a telev?zne programy zo s?rie Z?bavn? fyzika pre deti. Jednoduch?, ka?dodenn? udalosti v nich boli s ob?ubou vysvet?ovan? empiricky. Sk?ste si zopakova? podobn? element?rny experiment z detstva.

Otvorte horiaci spor?k alebo si sadnite k oh?u a potom prineste kovov? nabera?ku, nabera?ku alebo ly?icu hore nohami k plame?u. Povrch kovu bude ?oskoro pokryt? kvap??kami. Ak privediete riad e?te bli??ie k oh?u, potom s?ernie od sadz?.

Ponorte horiacu palicu do hlbokej n?doby aspo? dvakr?t. Plame? zhasne a zaka?d?m r?chlej?ie. Probl?m je, ?e v n?dr?i sa hromad? oxid uhli?it?. Voda, uhlie a plyn – na to sa nakoniec premen? hromada palivov?ho dreva vo va?ej piecke.

Predpoklad? sa, ?e dobr? palivov? drevo (ktor? d?va ve?a tepla) by sa malo pred pou?it?m vysu?i?, k?m obsah vlhkosti dreva nie je asi 15-16% (maxim?lne povolen? je 25%). Aj ten najsuch?? strom si v?ak zachov?va vlhkos?: ide o takzvan? „kapil?rnu“ vodu v bunkov?ch dutin?ch a „koloidn?“ v bunkov?ch membr?nach a ve?mi mal? mno?stvo chemicky viazanej vody.

Ke? sa plame? rozhor? a palivov? drevo je pokryt? prvou zuho?natenou vrstvou, v?etka voda sa zmen? na paru. Nepretr?it? praskanie polien v peci nie je ni? in? ako s?ria skuto?n?ch mikrov?buchov. Vl?kna dreven?ho uhlia sa trhaj? a vodn? para sa uvo??uje. ?lomky zuho?naten?ho dreva sa od seba odr??aj? a vyd?vaj? hlasn? cvakanie.

Mo?no ste pri po?iaroch po?uli siln? pukanie. I?lo o epizodick? emisie hor?cich pyrol?znych plynov – procesu, po?as ktor?ho doch?dza k tepeln?mu rozkladu dreva na r?zne chemick? prvky. ?pecialisti sa dokonca nau?ili vykurova? drevom ?peci?lnym sp?sobom bez vzduchu (alebo s obmedzen?m pr?stupom) pre r?zne v?robn? potreby.

Horiace polen? teda praskaj? a ?o je zauj?mav?, ka?d? po svojom. Ak do piecky vlo??te vysu?en? bukov? drevo, takmer nepo?u? zn?me praskanie. Osika bude pokojne praska?, zatia? ?o borovica jednoducho „vystrel?“ v plameni – nahromaden? ?ivica sa uvo?n? z jej dut?n a napln? miestnos? pr?jemn?m ?terom.

Spa?ovanie palivov?ho dreva nielen „rozpr?va“ svoj?m vlastn?m sp?sobom, ale m? aj ?al?ie charakteristick? ?rty. Napr?klad t? ist? zap?chaj?ca borovica by sa nemala pou??va? v otvorenom krbe - bud? lieta? iskry. Je lep?ie sp?li? ?ere??ov? alebo jablkov? vetvy a vychutna? si teplo a pr?jemn? v??u. Ak pou??vate dom?ci ohe? alebo saunu s pecou na drevo, pred ?a?bou palivov?ho dreva sa ur?ite pora?te s odborn?kom.