Egurrezko aulki batean esertzen bazara, egurrezko aulkiaren gainazala berotzen da. Alderantziz, plastikozko edo metalezko aulki batean esertzen bazara, metalezko edo plastikozko aulkiaren gainazala ez da bero sentitzen gainean eseri ondoren. Zergatik dago egurrezko aulki baten gainazala bero, eta metalezko aulki baten gainazala ez? Zergatik eragin dezake mina koltxoirik gabe zoru hotz batean lo egiteak? Inoiz jantzi al duzu jaka hotz bat? Zergatik dira artilezko jaka hotz gehienak? Oraindik gauza asko daude pentsatu eta galdetzeko eroapen bidezko bero-transferentziaren gaiarekin lotuta.
Prestatu kandela bat eta alanbre mehe zati bat. Eutsi alanbrearen mutur bati eta ukitu beste muturra kandelaren sugarrarekin. Itxaron une batzuk eskua bero sentitu arte. Zergatik sentitzen duzu eskua bero? Alanbrearen mutur batek kandelaren sugarra ukitzen duenean, beroa kandelaren sugarretik (tenperatura altua) alanbrearen beste muturrera (tenperatura baxua) mugitzen da. Bero-transferentzia honek sugarra ukitzen duen alanbrearen muturraren tenperatura handitzea eragiten du. Kandelaren sugarra ukitzen duen alanbrearen muturraren eta alanbrearen beste muturraren arteko tenperatura-diferentziak beroa sugarra ukitzen duen hariaren muturretik zure eskuak ukitzen duen hariaren muturrera mugitzea eragiten du. Bero-transferentzia honek ukitzen den alanbrearen muturraren tenperatura handitzea eragiten du. Beroa zure esku hotzagora mugitzen da orduan. Ondorioz, zure eskua bero sentitzen da.
Tenperatura altua duen objektu baten zati bat tenperatura baxuko objektu batekin kontaktuan jartzen denean, beroa tenperatura altua duen objektutik tenperatura baxuko objektura mugitzen da. Energia gehigarri horrek objektua osatzen duten atomo eta molekulak azkarrago mugitzea eragiten du. Mugitzen diren heinean, molekulek energia zinetikoa dute (EK = ½ mv 2 ). Azkarrago mugitzen diren molekulek (energia zinetiko handiagoarekin) ondoan dituzten molekulekin talka egiten dute. Molekula hauek, ondoren, ondoan dituzten beste molekulekin talka egiten dute. Eta abar. Beraz, molekulak elkarren artean talka egiten dute, energia transferituz. Objektu bat osatzen duten molekulen arteko talken bidez gertatzen den bero-transferentziari kondukzio bidezko bero-transferentzia deritzo.
Kondukzio bidezko bero-transferentziaren formula
Ezkerreko objektuak tenperatura altuagoa du (T1) eskuineko objektuak tenperatura baxuagoa duen bitartean (T2). Tenperatura-aldeagatik (T1 - T2), beroa tenperatura altua duen objektu batetik tenperatura baxuko objektu batera mugitzen da (bero-fluxuaren norabidea eskuinera da). Beroa igarotzen den objektuak zeharkako sekzio-azalera (A) eta luzera (l) ditu.
Esperimentuaren emaitzen arabera, denbora-tarte jakin batean transferitzen den beroa (Q/t) zuzenean proportzionala da tenperatura-diferentziarekin (T1 – T2 ) , zeharkako sekzioaren azalerarekin (A), objektuaren izaerarekin (k = eroankortasun termikoa) eta alderantziz proportzionala objektuaren luzerarekin. Kondukzio bidezko bero-transferentziaren tasaren formula:
Deskribapena: Q/t = bero-transferentziaren tasa, k = eroankortasun termikoa, A = zeharkako sekzioaren azalera, T1 = tenperatura altua, T2 = tenperatura baxua, l = objektuaren luzera.
Kondukzioaren bidezko bero-transferentziaren aplikazioa
Zergatik sentitzen dira baldosak alfonbrak baino freskoagoak? Baldosek eroankortasun termiko handiagoa dute alfonbrak baino. Beraz, baldosak bero-eroale onak dira, eta alfonbrak, berriz, txarrak. Alfonbra baten gainean zapaltzen dugunean, beroa gure oinetatik alfonbrara isurtzen da. Hori gertatzen da gure gorputzaren tenperatura alfonbraren tenperatura baino handiagoa delako. Alfonbrak bero-eroale txarrak dira, beraz, gure oinetatik isurtzen den beroa alfonbraren gainazalean pilatzen da, eta horrek beroago egiten du. Baldosak edo zeramiken gainean zapaltzen dugunean, beroa gure oinetatik baldosetara edo zeramikara isurtzen da. Baldosak bero-eroale onak direnez, beroa ez da baldosen gainazalean atxikitzen. Beroa leunki isurtzen da, eta horrek gure oinak hotz sentiarazten ditu. Zure etxea gune hotz batean badago, zure logelako zorua alfonbrarekin estali beharko zenuke, zure gorputzak beroa ez galtzeko. Alderantziz, zure etxea gune bero batean badago, ez zenuke zure logelako zorua alfonbrarekin estali behar, ez zarelako fresko sentituko, baizik eta bero 😉
Koltxoirik gabe lurrean lo egiteak gaixotasunak sor ditzake. Zergatik? Hau gertatzen da bero kantitate handia zure gorputzetik lurrera transferitzen delako. Beroa mugimenduan dagoen energia da. Zure gorputzak bero asko galtzen duenean, bere energia mailak gutxitzen dira. Energia falta baduzu, gaixotu zaitezke!
Zein da leihoen eta ateen funtzioa? Zergatik izan behar dira ateak eta leihoak egurrezkoak? Gauez, etxe kanpoko airearen tenperatura etxe barruko airearen tenperatura baino baxuagoa da. Airearen tenperaturaren alde horrek beroa etxe barrutik kanpora mugitzea eragiten du. Hori dela eta, gauez ateak edo leihoak ixten ditugu normalean. Gaizkileak uxatzeaz gain, leihoen edo ateen funtzioetako bat beroa etxetik irtetea eragoztea da. Normalean ateak edo leihoak egurrezkoak dira. Egurraren eroankortasun termikoa hain baxua da isolatzaile termiko gisa jokatzeko. Leihoen edo ateen beste funtzio bat airea edukitzea da. Leihoaren edo atearen barrualdean harrapatuta dagoen aireak isolatzaile ona da (beroa irtetea eragotziz). Airearen eroankortasun termikoa oso baxua da. Zenbat eta txikiagoa izan objektu baten eroankortasun termikoa, orduan eta zailagoa da beroa objektu horren bidez kondukzioz transferitzea.
Gizaki zibilizatu eta normal gisa dugun egoera mantentzeaz gain 🙂, arropak gorputzaren tenperatura egonkorra mantentzeko ere balio du. Jantzitako arropa normalean airearen tenperaturara egokituta dago. Airearen tenperatura nahiko baxua denean, janzten dugun arropa lodiagoa da. Mantek edo arropa lodiak (jakak, etab.) airea leunki mugitzea eragozten dute. Airea azalaren eta jakaren edo mantaren artean harrapatuta geratzen da. Gure gorputzaren eta harrapatutako airearen artean tenperatura aldea dagoenez, beroa gorputzetik airera mugitzen da. Gorputzetik datorren bero gehigarriak harrapatutako airearen tenperatura handitzea eragiten du (airea beroago bihurtzen da). Begiratu goiko eroankortasun termikoaren taula. Airearen eroankortasun termikoaren balioa oso txikia da. Beraz, beroa ezin da gorputzetik irten. Gure gorputzaren tenperatura egonkor mantentzen da. Airea nahiko hotz dagoenean jakarik ez badugu janzten, beroa ihes egiten du gure gorputzetik. Zenbat eta bero gehiago ihes egin gorputzetik, orduan eta energia gehiago galtzen du gorputzak.
Problemen adibidea
1. 2011/2012ko Azterketa Nazionaleko A81 10. galdera
Adi egon ondorengo adierazpenari!
(1) Metalen eroankortasuna
(2) Metal muturren arteko tenperatura aldea
(3) Metalaren luzera
(4) Metal masa
Metalen beroaren hedapen-abiadura zehazten duten faktoreak hauek dira...
A. (1), (2) eta (3)
B. (1) eta (4)
C. (2) eta (4)
D. (3) eta (4)
E. (4) bakarrik
Eztabaida
Eroapen bidezko bero-transferentziaren formulan oinarrituta, bero-transferentziaren abiadura zehazten duten faktoreak metalaren eroankortasuna (k), metalaren muturren arteko tenperatura-diferentzia (T) eta metalaren luzera (l) dira. Metalaren masak ez du eraginik.
Erantzun zuzena A da.
