kolmapäev, märts 12, 2008

Miks ei taha külmkapi uks peale sulgemist uuesti lahti tulla?

Avades külmkapi ukse, kukub sealt külm õhk välja, st kapist põrandale voolanud külma ja raske õhu asemel siseneb kappi toasoe õhk. Pannes nüüd ukse kinni, jahtub soe õhk kiiresti. Jahtudes tõmbub ta aga kokku, tulemuseks on alarõhk külmkapis. Toas olev õhurõhk on suurem kui külmkapis sees olev rõhk. Mõne aja jooksul rõhud ühtlustuvad, tihendite vahelt pääseb nn puuduolev õhk kappi. Kuid esialgu, jah, on külmiku avamisega raskusi.

Kes termodünaamikat õppinud, mäletavad kindlasti kõik ideaalse gaasi olekuvõrrandit, pV=RT. Et R on konstant, siis p1V1/T1 = p2V2/T2 ning kui ka V ei muutu, siis p1/T1=p2/T2, ehk siis, kui muutumatu suurusega külmkapis jahutada õhku 20 K võrra, siis nii temperatuur kui rõhk alanevad 293/273= 1,073 korda. Ehk siis, kui toas on õhurõhk 1 bar, siis kapis on natukene aega 0,93 bar, rõhkude erinevus on ca 0,07 bar. Kui külmiku uks on 1 m2, so 10 000 cm2, siis jõud, mis kapi ust kinni surub, on… eee… ca 700 kg (lubatagu jõudu N asemel kg-na väljendada). Sellise ukse avamiseks oleks vaja tungrauda. Nojah, reaalsel kapil on uks väiksem ja alarõhk kapis sees tirib tegelikkuses tihendite vahelt ja mujalt õhku kiiresti juurde.

Kommentaare ei ole: