Теплые носки.

Мороз, холод тепло, жара, стужа - привычные слова, знакомы нам с детства. Знакомы и привычны на столько, что вопрос (что же такое холод?) у многих вызовет недоумение и усмешки, но попытка подробно и достаточно точно ответить на него у большинства даёт достаточно расплывчатые формулировки. Например: " Холод - это когда холодно" или " Холод - это когда температура низкая". Которые в свою очередь поставят перед отвечающим новый вопрос: "А что такое холодно? Что такое низкая температура?" и так до бесконечности. Большинству людей не приходиться задумываться над такими привычными стереотипами, как холод и тепло, но для того, что бы сделать их своими союзниками, помощниками человека -надо чётко представлять себе физическую суть этих природного явления.

С технической точки зрения понятие холод не имеет точного смысла. Теплотехника описывает окружающую среду через превращение тепловой энергии теплоты. Тепловые потоки окружают нас в течение всей нашей жизни. Как и все виды энергии, теплота распространена в мире не равномерно. Вокруг много источников теплоты и поэтому температура окружающей среды: воздуха, воды достаточно высока. Связь потоков тепловой энергии и температуры легко показать на доступном всем примере распределения температур в жилых квартирах. Все мы знаем, что температуру в жилой комнате, особенно зимой, определяет температура батарей и расстояние, на котором данная точка квартиры находиться от батареи отопления. Прогуливаясь по квартире, мы легко отметим, что в одних частях квартиры нам тепло, а в других холодно. Попробуем разобраться, что же значат эти ощущения. Где, в каком месте нам будет тепло? Тепло всегда там, где происходит выделение энергии: около электроплиты, работающих электронагревательных приборов. Значит, тепло определяется интенсивностью выделения теплоты в окружающую среду, а где же холод? Холодно там, где все источники теплоты достаточно удалены. Например, в квартире, наиболее холодное место, это зона входной двери, а в летнее время туалетная комната.

Таким образом, холод или холодные места являются местами, где в данный момент времени мало тепловой энергии - теплоты. Пользуясь привычной и доступной всем денежной аналогией, представим себе теплоту, как некую денежную валюту. Тогда тепло - это тепловое богатство, а холод - это дефицит теплоты или тепловая бедность.

Окружающий нас мир богат теплотой. Все процессы химические и электрические, механические в конечном итоге приводят к выделению тепловой энергии, которая является неизбежным итогом любой энергетической трансформации. Как ведёт себя теплота? Подобно деньгам теплота легко покидает те объекты или тела, у которых её много (значительно больше среднего) и наоборот отобрать теплоту тепловых бедняков очень трудно и для "... сравнительно честного отъема... " теплоты в этом случае потребуются специальные технические средств. Средний уровень богатства в стране определяется прожиточным минимумом. В нашем случае прожиточный минимум (или средний уровень обладания теплотой) определяется температурой окружающей среды. Объект с высокой температурой - тепловой богач. Неизбежно будет терять свои запасы, отдавая их воздуху или другим телам, у которых температура ниже, чем у богатого теплотой объекта или ниже, чем у окружающей среды и наоборот объекты, то есть температура ниже окружающего воздуха будут стремиться обогатиться за чёт тепловых богачей или среднего класса (окружающего воздуха). Продолжим путешествие по жилищу и определим, кто же в нашем доме богат теплотой, а кто является представителем бедных (с тепловой точки зрения) слоёв населения. Как не парадоксально, в мире, где роль денег выполняет теплота, богачей значительно больше, чем бедняков. Кто они? Богаты теплотой электроплита, батарея отопления, электрочайник, электроутюг. Несколько беднее телевизор, магнитофон, швейная машина. Даже холодильник, как это не парадоксально, является объектом, выделяющим теплоту и подогревающим воздух в квартире. Причины такого не правильного поведения холодильника мы узнаем несколько позже. Названные нами богачи богаты не сами по себе, все они потребляют энергию, полученную от расположенного вне нашей квартиры источника, как правило, электрического и, удовлетворяя нашей потребности, освещая, обогревая, развлекая и так далее, насыщают квартиру теплотой. Температура воздуха в квартире несколько выше, чем на улице. Причина этого избыточные выделения теплоты бытовыми приборами. В летнее время это тепловыделение создаёт нам явный дискомфорт, и мы пытаемся поделиться избыточной теплотой с окружающим нашу квартиру миром, открывая форточки и устанавливая вентиляторы. Зимой ситуация меняется. Тепловая бедность, которая окружает нашу квартиру со всех сторон, вынуждает нас беречь теплоту, выделяемую бытовыми приборами и даже подчас добавлять дополнительные тепловые потоки, что бы сохранит комфортный для нас прожиточный уровень. В то время как теплота стремиться рассеяться в окружающей среде, проникая в неё через не плотности в наших окнах и дверях.

С тепловыми богачами в нашей квартире всё достаточно ясно, а вот тепловых бедняков в нашем жилище не много и причина этого специфические свойства теплоты. Подобно шведской модели общественного устройства, где созданы условия для того, чтобы выравнивать имущественные различия между гражданами государства, особые свойства теплоты приводят к тому, что объекты обладающей повышенной температурой очень быстро остывают, одновременно нагревая объекты или тела обеднённые теплотой. В результате наступает всеобщее тепловое равенство. После недолгого размышления можно сказать, что бедными с тепловой точки зрения телами является внутренний объём холодильника или водопроводный кран, а в зимнее время стёкла разделяющей квартиру с наружным воздухом, ну и пол в том случае если мы не достаточно хорошо изолируем оконные проёмы от сквозняков. Создавая комфорт в квартире, мы сбрасываем теплоту в окружающею среду, или наоборот, стремимся всячески сохранить её на принадлежащей нам территории. Отдача теплоты в окружающую среду происходит тем трудней, чем больше теплоты находиться в воздухе, который окружает наше жилище. Если на улице температура выше тридцати градусов, простое проветривание помещение, в котором находиться хотя бы один, два человека результата практически не даёт и добиться комфортных условии можно только используя специальные устройства, которые вынуждают теплоту активней рассеиваться за приделами нашего жилья. Возвращаясь к денежной аналогии, для того чтобы летом в квартире стало прохладно надо создать ситуацию, когда теплота потечёт от бедного владельца к долее богатому. Как этого добиться? Это можно сделать, используя устройства называемые тепловыми насосами, что значит тепловой насос? Долгое время, описывая тепловые процессы физики, использовали понятие теплорода, то есть некой не видимой и не ощутимой жидкости, которая, перетекая от одного тела к другому определяет текущее значение его температуры. Несмотря на то, что в дальнейшем теория теплорода экспериментально была опровергнута, поведение тепловой энергии очень схоже с поведением жидкости. Попробуем представить себе следующею картину: наша квартира летом представляет собой подводную лодку, которая находиться на некоторой глубине в океана заполненным теплотой. Теплота стремиться проникнуть во внутренние объёмы и уровнять их температуру с температурой окружающего воздуха. Обитатели лодки мы с вами и наши тепловые приборы также выделяют теплоту, и если не предпринимать каких либо мер, то объём этой условной лодки быстро заполниться теплотой. Что делают на корабле когда обнаруживают течь? Откачивают не нужную воду за борт. В данном случае нам не обходимо удалить не нужную нам теплоту на улицу. А откачивать мы будем тепловым насосом или ставшим привычным для нас за последнее время устройством под названием кондиционер. Как корабельный насос воду, кондиционер откачивает теплоту на улицу и понижает её содержание в нашей квартире. В свою очередь теплота, выделяемая нами и тепловыми приборами, создаёт трудности в работе кондиционера. Кроме того, часть уже удалённой из квартиры теплоты возвращается назад через стены и циркулирующей между улицей и квартирой воздух. В конце концов, устанавливается некоторое равновесие между тем количеством теплоты, которое может удалить кондиционер, и тем количеством теплоты рассеиваемым в объеме квартиры. Это равновесие и будет определять уровень температуры, в котором мы будем находиться. Потому же принципу действует и тепловой насос, обеспечивающий холод в холодильнике. При этом тепло, отбираемое машиной из внутреннего объёма холодильника отводиться уже не на улицу, а не посредственно в помещение, где находиться холодильник. Подведём итог сказанному выше.

И так, тепло и холод являются собой привычные для нас явления избытка или недостатка тепловой энергии. Зимой на улице теплоты мало и температура, как характеристика избытка или недостатка теплоты, низкая. И все мы привычно замечаем зима - на улице холодно. Лето, пригревает солнце, температура воздуха повышается, кругом избыток теплоты. И мы отмечаем - на улице жарко. Ту же смысловую нагрузку несут понятия жара и мороз, как характеристики крайних проявлении избытка теплоты и тепловой бедности.

Жизнь на земле за вся историю развития с тепловой точки зрения можно представить, как периодическую смену теплового богатства и тепловой бедности. Такие колебания температуры окружающей среды бываю кратковременными, например суточные колебания, средней продолжительности - это сезонные колебания температуры и даже геологические, как, например ледниковый период. Живые организмы, в том числе и человек непрерывно подвергаются воздействию внешних тепловых источников или теплоприёмников. Биологическая жизнь требует для нормального хода биохимических процессов относительной стабильности температуры внутри организма, поэтому, борясь за существование все населяющие землю живые организмы, в той или иной степени умеют противостоять или приспосабливаться к негативному влиянию тепловых колебаний.

Дата добавления: 2015-10-16