Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:08 • sest 21:44 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:47 • Síðdegis: 21:08 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:49 • Síðdegis: 14:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hvernig stendur á því að vifta kælir í stað þess að loftið ætti að hitna við hreyfinguna?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Upphafleg spurning var sem hér segir:
Viftan kemur lofti á hreyfingu. Aukin hreyfiorka veldur oftast hita. Hvernig stendur á því að vifta kælir?
Ef vifta er í gangi inni í lokuðu rými kólnar loftið í rýminu ekki heldur hitnar smám saman. Í því felst lykillinn að þessari slungnu spurningu. Viftan kælir fleti sem eru heitari en loftið vegna þess að það flytur varma örar frá fletinum þegar það er á hreyfingu. Hún hitar hins vegar um leið fleti sem eru kaldari en loftið.

Vifta í lokuðu rými hitar loftið smám saman.

Hlutur sem er heitari en umhverfið, til dæmis loftið í kring, kólnar eða sendir frá sér varmaorku með varmaflutningi (e. heat transport). Hann gerist með þrennum hætti, það er með varmaleiðingu (e. heat conduction), varmaburði (e. heat convection) og varmageislun (e. heat radiation). Varmaleiðingu finnum við glöggt þegar við snertum ískaldan hurðarhún eða klaka; varminn streymir þá svo ört frá hendinni að við finnum til sársauka. Varmaburður verður við það að loftið kringum hlutinn hitnar og léttist og leitar upp og flytur þannig varma með sér burt frá hlutnum. Varmageislun gerist hins vegar án efnisflutnings af neinu tagi og getur orðið án þess að nokkurt efni sé kringum hlutinn, samanber til dæmis varmann frá sólinni.

Þegar við erum í heitu lofti myndast sviti á húðinni, stundum sýnilegur en líka oft án þess að hann sjáist. Með svitamynduninni verst líkaminn því að ofhitna, en húðin kólnar verulega þegar svitinn gufar upp. Þessi uppgufun er miklu örari ef loftið við húðina er á hreyfingu því þá berst gufan og varminn burt og rýmkar til fyrir meiri uppgufun. Þess vegna getum við notað viftur til að kæla okkur þegar loftið er heitt. Af sömu ástæðu finnst okkur þá betra að vera í vindi eins og oft vill vera við strendur vegna hitamunar milli lands og sjávar.

Margir kannast við að mun erfiðara er að vera í miklum hita ef loftið er auk þess rakt. Það er vegna þess að þá gufar svitinn ekki eins greiðlega upp og líkaminn kólnar þess vegna síður en ella.

Þeir sem hafa dvalist nokkurn tíma í verulega heitu loftslagi vita líka að viftur gera þá takmarkað gagn, einmitt vegna þess að þær kæla ekki loftið sjálft. Þess vegna færist nú mjög í vöxt að nota loftkælingu (e. air conditioning) í húsum og bílum, en þá er loftið sjálft kælt niður. Hafa þarf í huga að þetta krefst talsverðrar orku ef hitinn úti fyrir er hár.

Hreyfing loftsins við húðina kemur líka við sögu þegar kalt er í veðri. Við svitnum þá að vísu ekki nema við áreynslu, en hins vegar kólnar húðin samt örar ef loftið er á hreyfingu því það ber þá varmann hraðar burt en ella. Veðurfræðingar gefa þetta stundum til kynna í veðurspám þegar kalt er og hvasst; þeir reikna þá út og tilgreina hversu kalt þyrfti að vera í logni til að kæling húðarinnar yrði jafnmikil og í rokinu sem spáð er (vindkæling, e. wind chill).

Lesa má meira um varmaflutning (varmaleiðingu, varmaburð og varmageislun) með því að setja þessi orð inn í leitarvél vefsins eða smella á þau hér á eftir svarinu. Einnig er skylt efni að finna í svari Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvernig og hvers vegna er hægt að hita eldhúsið með ísskápnum? (Hitunin sem viftan veldur í lokuðu, einangruðu rými er í rauninni hliðstæð hituninni frá ísskápnum; í báðum tilvikum myndast varmi við tækið af því að hreyfill eða mótor er í gangi).

Mynd: Electric Fan á Wikipedia, the free encyclopedia

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

15.8.2007

Spyrjandi

Halldór Berg Harðarson

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig stendur á því að vifta kælir í stað þess að loftið ætti að hitna við hreyfinguna?“ Vísindavefurinn, 15. ágúst 2007. Sótt 28. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6757.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2007, 15. ágúst). Hvernig stendur á því að vifta kælir í stað þess að loftið ætti að hitna við hreyfinguna? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6757

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig stendur á því að vifta kælir í stað þess að loftið ætti að hitna við hreyfinguna?“ Vísindavefurinn. 15. ágú. 2007. Vefsíða. 28. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6757>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig stendur á því að vifta kælir í stað þess að loftið ætti að hitna við hreyfinguna?
Upphafleg spurning var sem hér segir:

Viftan kemur lofti á hreyfingu. Aukin hreyfiorka veldur oftast hita. Hvernig stendur á því að vifta kælir?
Ef vifta er í gangi inni í lokuðu rými kólnar loftið í rýminu ekki heldur hitnar smám saman. Í því felst lykillinn að þessari slungnu spurningu. Viftan kælir fleti sem eru heitari en loftið vegna þess að það flytur varma örar frá fletinum þegar það er á hreyfingu. Hún hitar hins vegar um leið fleti sem eru kaldari en loftið.

Vifta í lokuðu rými hitar loftið smám saman.

Hlutur sem er heitari en umhverfið, til dæmis loftið í kring, kólnar eða sendir frá sér varmaorku með varmaflutningi (e. heat transport). Hann gerist með þrennum hætti, það er með varmaleiðingu (e. heat conduction), varmaburði (e. heat convection) og varmageislun (e. heat radiation). Varmaleiðingu finnum við glöggt þegar við snertum ískaldan hurðarhún eða klaka; varminn streymir þá svo ört frá hendinni að við finnum til sársauka. Varmaburður verður við það að loftið kringum hlutinn hitnar og léttist og leitar upp og flytur þannig varma með sér burt frá hlutnum. Varmageislun gerist hins vegar án efnisflutnings af neinu tagi og getur orðið án þess að nokkurt efni sé kringum hlutinn, samanber til dæmis varmann frá sólinni.

Þegar við erum í heitu lofti myndast sviti á húðinni, stundum sýnilegur en líka oft án þess að hann sjáist. Með svitamynduninni verst líkaminn því að ofhitna, en húðin kólnar verulega þegar svitinn gufar upp. Þessi uppgufun er miklu örari ef loftið við húðina er á hreyfingu því þá berst gufan og varminn burt og rýmkar til fyrir meiri uppgufun. Þess vegna getum við notað viftur til að kæla okkur þegar loftið er heitt. Af sömu ástæðu finnst okkur þá betra að vera í vindi eins og oft vill vera við strendur vegna hitamunar milli lands og sjávar.

Margir kannast við að mun erfiðara er að vera í miklum hita ef loftið er auk þess rakt. Það er vegna þess að þá gufar svitinn ekki eins greiðlega upp og líkaminn kólnar þess vegna síður en ella.

Þeir sem hafa dvalist nokkurn tíma í verulega heitu loftslagi vita líka að viftur gera þá takmarkað gagn, einmitt vegna þess að þær kæla ekki loftið sjálft. Þess vegna færist nú mjög í vöxt að nota loftkælingu (e. air conditioning) í húsum og bílum, en þá er loftið sjálft kælt niður. Hafa þarf í huga að þetta krefst talsverðrar orku ef hitinn úti fyrir er hár.

Hreyfing loftsins við húðina kemur líka við sögu þegar kalt er í veðri. Við svitnum þá að vísu ekki nema við áreynslu, en hins vegar kólnar húðin samt örar ef loftið er á hreyfingu því það ber þá varmann hraðar burt en ella. Veðurfræðingar gefa þetta stundum til kynna í veðurspám þegar kalt er og hvasst; þeir reikna þá út og tilgreina hversu kalt þyrfti að vera í logni til að kæling húðarinnar yrði jafnmikil og í rokinu sem spáð er (vindkæling, e. wind chill).

Lesa má meira um varmaflutning (varmaleiðingu, varmaburð og varmageislun) með því að setja þessi orð inn í leitarvél vefsins eða smella á þau hér á eftir svarinu. Einnig er skylt efni að finna í svari Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvernig og hvers vegna er hægt að hita eldhúsið með ísskápnum? (Hitunin sem viftan veldur í lokuðu, einangruðu rými er í rauninni hliðstæð hituninni frá ísskápnum; í báðum tilvikum myndast varmi við tækið af því að hreyfill eða mótor er í gangi).

Mynd: Electric Fan á Wikipedia, the free encyclopedia...