Парни!
Я не про синхрофазотрон, я про близкое и непонятное…
Вот скажем ночую я в палатке (по весне). За «бортом» +3-+6 ночью.
Если спать на пенке в нормальном спальнике — ок.
Если спать на надувном матрасе (около 10 см) — прохладно снизу.
Если под матрас постелить пенки — снова ок.

Внимание вопрос:
Почему пенка (много маленьких пузырьков), лучше чем матрас (один большой пузырь).

*пенка = каремат
**могу только предположить наличие постоянной конвекции в большом пузыре, но что-то неубедительно…

Tagged with →  

90 Responses to Почему пенка (много маленьких пузырьков), лучше чем матрас (один большой пузыр

  1. AkaLt:

    очень сомнительно про матрас+пенка=хорошо.

  2. Reton:

    Проверено лично мной, знакомыми и знакомыми знакомых.

  3. Odaam:

    Замечал похожее, правда с другими компонентами
    Думаю тут не только конвекция (хотя бы потому, что конвекция в другую сторону) -скорее перемешивание воздуха из-за движений лежащего. Дыхания,хотя бы.

  4. Ransuper:

    в данном случае будет существенен, тот факт, что в пузыре у тебя плотность воздуха больше.
    да и потом когда у тебя пенка, у тебя больше границ разных сред

  5. Reton:

    : Ну в терминах ошибся да. Но неужели мое «ворочание» во сне так резко нивелирует такой прекрасный теплоизолятор, как 10 см слой воздуха?

  6. Reton:

    : Почему это? В обоих случаях на «подложку» давит одна и та же масса — масса спящего меня. С чего бы плотность должна разниться?

    А вот про теплопроводность на границе сред — пожалуйста подробнее!

  7. M2yRain M2yRain:

    Из курса школьной физики за 7й класс нам известно, что тепло передается тремя путями: излучение, конвекция и контактная теплопередача.

    Давай подумаем вместе, чем эти три пути будут различаться в одном большом пузыре и миллионе маленьких отдельных пузырьков.

  8. Ransuper:

    : пенка-спальник дофига пористый материал, технически, там почти везде воздух может выходить, т.е. давление воздуха внутри ~атмосферное.

    >А вот про теплопроводность на границе сред — пожалуйста подробнее!
    ну я не могу точно сказать, думаю это сильно будет зависить от условий, но умозрительно: частица, ударяясь о стенку передает не всю энергию а только ее часть, соответственно чем больше уровней, где приходится биться, тем меньшая энергия проходит.

  9. Odaam:

    : Почему прекрасный-то? какой есть. вот если бы у вас был вакуумный матрас…

  10. Muioff:

    конвекция играет роль даже в кирпичах с полостями; материал из пузырьков однозначно имеет меньшую теплопередачу.

  11. Letodin:

    : подумал? Каков результат?

  12. Reton:

    : Ага! Цельнометаллическая оболочка!

  13. M2yRain M2yRain:

    : Вообще-то я предлагал подумать вместе.

    Моя часть раздумий — один большой пузырь, наполненный газом передает тепло во много раз лучше (а значит теплоизолирует во много раз хуже), чем много маленьких пузырей, наполненных тем же самым газом.

    Теперь твоя очередь добавить информации в обсуждение.

  14. Odaam:

    : подумаешь тонна.

  15. Letodin:

    : теплопроводность и теплоемкость это несвязанные вещи.
    Да и сосуд Дьюара или термосы не делают с пористой структурой.

  16. M2yRain M2yRain:

    : Теплоемкость — лишнее слово в этом посте, не упоминай его всуе, здесь вотчина теплопроводности.

    Термос это пузырь с вакуумом, в отличие от обсуждаемых нами (заданных в задаче) больших и малых пузырей с газом.

    Наши рассуждения (а точнее 3 основы передачи тепла) точно так же работают и с вакуумными пузырями, хотя имеют там несколько иные численные значения (например конвекция = 0, зато излучению ничто не мешает, т.е. его не задерживает).

    Хочешь поговорить об этом?

  17. Ransuper:

    : потому что у них есть возможность делать, очень разреженные газы, вместо пористой структуры, отсутсвие вещества, лучший теплоизолятор, блогер.

  18. Odaam:

    : Очень разреженные газы — это вы опасно сказали. Очень разреженные — это как раз пик теплопереноса..

  19. Ransuper:

    : зависит от длинны сосуда, ок.

  20. Yihon:

    побольше таких вопросов.
    пенопласт, как аналог пенки, вообще интересная штука, осенью обклеили часть балкона изнутри пенопластом 20 мм средней плотности. и вот — обыкновенное чудо — касаешься рукой промерзшей стены — очень холодно, руку сводит, тут же касаешься пенопласта на стене — тепло. понимаешь, что греть он не может, но ощущения забавные.

    а вот как то с другом поспорили что лучше сохраняет тепло — хороший вязанный свитер или целофан намотанный на тело.
    я за свитер, потому что полости, друг за целофан — потому что нет выхода теплу.
    рассудите. чуть не поспорили на побегать обмотанными целофаном но зимней погодке.

  21. Ransuper:

    : если ветра нет, то свитер, если ветер есть, то в зависимости от силы, скорее всего целофан будет выгодней, но лучшее это целофан поверх свитера!, будет тепло в любом случае, и даже теплее

  22. Nodmo:

    ну давайте просто посчитаем
    есть такая штука как эквивалентный коэффициент теплопроводности. Назовём его LambaE.
    он определяется как: LambdaE=eps*Lamba, где eps=0.18*(Gr*Pr)^0.25.
    Pr — число Прандтля, для воздуха примерно 0.7
    Gr=g*dT*delta^3/(T*nu^2) — число Грасгоффа
    g=9.8 м/с2 — ускорение свободного падения
    dT=30К — разность температур
    T=294К — средняя температура
    nu=1.5*10^-5 м2/с — кинематический коэффициент вязкости
    delta=10e-2 см — толщина воздушной прослойки
    Считаем число Грасгоффа
    Gr=4.5*10^6
    eps=7,56

    Таким образом, эквивалентная теплопроводность воздушного матраса =0,19 Вт/(м*К), т.е. примерно как, скажем, у строительного кирпича.

    Диаметр же поры в пенке — какие-то доли миллиметра. Соответственно, там никакой конвекции быть не может и теплопроводность пузырька воздуха 0,025 Вт/(м*К), т.е. в семь с половиной раз меньше.
    Но это так, грубо, потому что реальную теплопроводность пенки можно только замерять. Посчитать её, как по мне, проблематично, т.к. пузырьки разбросаны случайно.

  23. NarZlo:

    Я б советовал еще вот на что обратить внимание.
    Не далее, как три дня назад, я весело спал в палатке на матрасе в летнем спальнике. Замерз — звиздец.
    Расследование показало, что:

    1. Я поленился надуть матрас ножным насосом, надувал электрическим, от батарейки.
    2. Электрический насос ниасилил прокачать нужное давление — матрас был чуть-чуть подсдут.
    3. Ночью — похолодало, и давление в матрасе упало еще.
    4. Выступающие части меня сквозь матрас касались холодной земли.

    Так-то!

  24. Reton:

    Вот же ж блин, а я думал задача для школоты… (

  25. Nodmo:

    : теплопередачу в школе, к сожалению, не дают

  26. Reton:

    : Тут-то все понятно — ты напрямую, сквозь тонкую оболочку матраса без воздушной прослойки грел Землю.

  27. Reton:

    : Хорошо! А что лучше — свитер или пузырьковая пленка (пузырьки расположены очень тесно друг к другу)? Это я ко своей задаче подогнать пытаюсь!

  28. Reton:

    : Я хочу! Я!
    Объясни мне про мои пузыри на уровне качественной задачи по физике средней школы!

  29. Ransuper:

    : зависит от пленки и от свитера, пенопласт тоже пузырьковая пленка, а выше написали, какая прикольная

  30. Ransuper:

    : а, стоп, я вопрос немного не так понял

  31. Reton:

    : Да здрасьте! Написали же, что в 7 классе не только про саму теплопередачу рассказывают, но и про три ее вида…

  32. Ransuper:

    : зависит от толщины пленки, если толщина будет чуть шире пленки, то разницы никакой

  33. Reton:

    : Ты мне сейчас мозг окончательно сломал этим «если толщина пленки будет больше ширины»!

  34. Odaam:

    : Не совсем в тему — но лучшая изоляция для трубы с жидким азотом, по опыту, пирог типа слой пузырчатки, слой фольги слой пузырчатки..
    Пытались заводскую теплоизоляцию, и много чего.. Не, именно пызырьки

  35. Letodin:

    Самое забавное, что если бы вопрос был: «почему матрас лучше пенки?», то «доказали» бы не менее успешно.

  36. Odaam:

    : практика — критерий истины. А объяснения на пальцах плохи тем, что посчитать все равно надо, и всегда есть вероятность получить неожиданный вариант как для h21 кривого включения, например

  37. Reton:

    : Ну лучшая-то изоляция вакуумный сендвич, а твой вариант лучший из практически реализуемых.
    Так что — не довод! ))

  38. Reton:

    : Чо доказали–то? Еще ничего не доказали!
    Жаль, скоро спать ложиться — я не усну…

  39. Letodin:

    : в этом то и вся пичалька современной науки. Открытия совершаются методом тыка, а не прямых однозначных расчетов.

  40. Odaam:

    : ну однозначны7е рассчеты — это для инженеров. А наука — там где не посчитать

  41. Odaam:

    : там зазор между вакуумными штуками..

  42. Ransuper:

    : толщина пленки с пузыриками будет толще обычной пленки целлофана.
    вообще думаю оно должно быть слоем в несколько миллиметров должно быть, но это только догадка, тут надо считать

  43. Ransuper:

    : открытия почти всегда в науке совершались методом тыка.
    один хрен, мы придумали теорию и нам надо смотреть насколько она соотвествует действительности

  44. NarZlo:

    : Иссесьно.

    Я к тому, что результаты наблюдений могут быть сняты с большой погрешностью.

    Строго говоря, считать надо также изменение температуры во всем объеме палатки, и то, как это будет сказываться на термодинамическом равновесии системы земля-воздух_в_матрасе-воздух_в_палатке.
    Не забыть поправочный коэффициент на пьяный перегар.

  45. Nodmo:

    : ну да, там рассказывают, что она бывает и что её три вида. и всё.

  46. Nodmo:

    : расчётов тебе мало?

  47. NaaRain:

    : плотность не настолько больше, чтобы ТАКАЯ разница возникала

  48. Copoff:

    : в сосуде Дьюара (как и обычном термосе) из стенок надо откачивать до очень-очень низких плотностей, чтобы был эффект. В очень большом диапазоне плотностей теплопроводность постоянна (уменьшение количества агентов, т.е. частиц, точно компенсируется увеличением длины пробега).

    Так что тут все не так просто. Мое личное мнение — это все из-за конвекции, плюс тепло хорошо утекает между баллонами матраса.

  49. Copoff:

    : когда длина свободного пробега доходит до расстояния между стенками, она начинает уменьшаться. Собственно, это и используется в термосах.

  50. Copoff:

    : она в смысле теплопередача 🙂

  51. Odaam:

    : а до этого? и с какой стороны доходит, кстати — сверху или снизу?

  52. Copoff:

    : разумеется, снизу. Длина свободного пробега при нормальных условиях порядка 10^-7 м, а до сантиметров она доходит, когда плотность порядка, если не ошибаюсь, сотых-десятых долей Па.

  53. Copoff:

    : то есть давление, пардон. Плотность, соответственно, в 10^6-7 раз меньше нормальной.

  54. Reton:

    : Написал ))

  55. Reton:

    О, я Менделеев!
    Ворочаясь ночью на своей двухспальной кровати я вдруг отдуплился!

    Коврик я покрываю собой практически полностью, теплопередача идет сквозь него в землю (остальным пренебрегаем).
    Воздуха внутри коврика (как теплоносителя — очень немного, конвекция минимальна)

    В случае с матрасом:
    1. Телу постоянно приходится греть огромный объем воздуха (матрас 1,8 х 1,6 х 0,15), который постоянно перемешивается.
    2. Матрас постоянно отдает отобранное у моего тела тепло через свободные поверхности:
    — сверху (я занимаю не более половины поверхности)
    — снизу в землю (как две–три пенки)
    — в стороны (бока часто соприкасаются со стенками)

    Т.е. каждый переворот во сне — выталкивание из под себя теплого воздуха и безвозмездная и практически мгновенная отдача тепла.

    Уф! Покритикуйте чтоль…

  56. Odaam:

    : Угу, логично.
    Один момент: Если под матрас постелить пенки — снова ок.

  57. MsiSwet:

    Имеет значение две вещи — теплопроводность и теплоизоляция.
    Теплопроводность — это свойство материала. И понятно, что чем он плотнее, тем теплопроводность выше, потому что она распространяется от частицы к частице. Плюс свойства самого материала. Как следствие, для теплоизоляции используются материалы с плохой теплопроводностью.
    Ну и учитывай потерю теплопроводности при смене сред.
    Вот когда тебе холодно, любой горнолыжник тебе скажет, что выгоднее надеть три тонких кофты, чем одну теплую. Теплоизоляции больше.
    Когда ты спишь на пенке, ты довольно быстро нагреваешь свой спальник. И пенка у тебя служит теплоизоляцией между тобой и землей. Понятно, что с учетом ее пористой структуры она куда круче теплоизолирует, чем однородный надувной матрас.

  58. Nodmo:

    : теплопроводность материала от плотности не зависит.

  59. Reton:

    : Начала за здравие, закончила за упокой.
    Слой воздуха не в пример лучший теплоизолятор, по сравнению с любой «пористой» структурой (хотя бы потому что пористая структура пытается иммитировать слой воздуха).

    А что касается горнолыжников, то как горнолыжник поясню — три слоя в данном случае выполняют вообще иные функции нежели сберегание тепла.
    1. термобелье — отводит влагу от тела оставаясь сухим
    2. флисовая кофта — «греющий» и влагоотводящий слой
    3. куртка — ветрозащита и вывод влаги наружу.

    Подумай лучше о рыбаках, у которых теплосбережение более важная задача, чем у лыжников.
    А если хочешь поспорить про границы сред — давай соревноваться — 50 футболок против одной пуховой куртки.

  60. Reton:

    : Ну а что? Пенки + слой воздуха — это ж значит в землю практически ничего не уходит, тепло отдается только с боков и с незанятого места на матрасе. Похоже это сопоставимо с теплопотерями при спанье просто на коврике. Не?

  61. Reton:

    : Как это? Я думал чем больше плотность, тем выше теплопроводность. Сравни — вакуум (газ) и металл.

  62. 77sre:

    : <Если под матрас постелить пенки — снова ок.>
    Вот тут-то и уменьшается площадь поверхности контакта нагретого воздуха из матраса с холодной землей. Я думаю, что если также укрыть боковые поверхности матраса пенками, то результат будет тот же, что и ночевка только на пенке. Только мягче.

  63. Nodmo:

    : сравни металл и алмаз.
    кроме того — у газов с ростом температуры теплопроводность повышается (как известно, газы при нагреве имеют свойство расширяться).

  64. Reton:

    : Сравнил! Алмаз проводит тепло лучше алюминия, ты просто алмазной ложкой никогда чай не мешал! ) На всякий случай вот тебе фраза из Википедии:
    Исключительно высокая теплопроводность алмаза (до 2000 Вт/м·К) делает его перспективным материалом для полупроводниковой техники в качестве подложек для процессоров. Но относительно высокая цена (около 50 долларов/грамм) и сложность обработки алмаза ограничивают его применение в этой области.

    Ну а с газами еще понятнее — плотность газа растет с нагревом, соответственно и теплопроводность тож!

  65. Nodmo:

    : чувак, у алмаза плотность ниже плотности стали в два раза, а теплопроводность выше в разы. так что не в плотности дело.
    плотность газа с нагревом уменьшается — см. уравнение состояния идеального газа.
    предвосхищая вопрос — заметного влияния давление на теплопроводность не оказывает, на практике все коэффициенты переноса (теплопроводность, вязкость, коэффициент диффузии) берутся функциями только температуры.

  66. Reton:

    : Я, конечно, немного неловко себя чувствую оппонируя Шелдону… ))
    Ты прав. Вот данные для интересующихся.

    Плотность:
    С (алмаз) — 3500 кг/м3
    Сталь — 7700-7900

    Теплопроводность:
    С 20-24
    Сталь 47

  67. MsiSwet:

    : главное — нужный вектор задать, закончи за здравие сам.

  68. Jitwhite:

    можно я тут свой пост положу?
    http://survival.top-scientists.com/comments/&#133;

  69. Jitwhite:

    кстати насчет пенок. Есть же самонадувающиеся карематы, и у них внутри находится некая объемная сетка, которая расправляясь засасывает воздух внутрь, а потом когда клапан закрыт — держит давление. И у такого каремата теплопроводность ниже чем у стандартных пенок. А еще есть ебанистически дорогие самонадувающиеся карематы в которых помимо этой сетки еще содержится высококачественный пух, который повышает теплоизоляционные свойства за счет еще большего уменьшения конвекции. Но такие темы я видел начиная с 250$

  70. AklRU:

    Стели матрас, а потом пенку. Будет тепло и мягко.

  71. Reton:

    : ты не поверишь! Но практика показывает, что пенка под матрасом — гораздо практичнее

  72. Copoff:

    : Шелдон прав (если говорить о газах). Я там выше писал, почему: поднимаешь плотность — становится тупо больше частиц, но сокращается длина свободного пробега, то есть по сути скорость передачи тепла. Если все тщательно посчитать, то получится, что эти эффекты друг друга компенсируют.

    У кристаллов плотность, конечно, сильно влияет на всё.

  73. Odaam:

    : с какого перепугу плотность-то в кристаллах? В смысле, по простому — почему радиаторы делают из меди и алюминия, а не из свинца?

  74. Copoff:

    : ты не понял. Одно и то же вещество при разных плотностях (т.е. при разных давлениях). Про газы было то же самое.

    А так-то да, у свинца теплопроводность низкая должна быть, я так понимаю. Оно в металлах как правило коррелирует с электрической проводимостью.

  75. Odaam:

    : Так-так, а какое давление для кристалла так, примерно, вы рассматриваете — и какое сжатие? И гидростатическое сжатие, али как?

  76. Ef7No:

    Полазил по интернетам и вот к чему пришел. Теплопроводность сухого и влажного воздуха могут различаться примерно в 10 раз. За счет конвекции теплопроводность воздуха увеличивается еще примерно вчетверо. Итого, в худшем варианте, имеем теплопроводность надутого влажным воздухом матраса примерно равную теплопроводности утрамбованного грунта, чуть меньше чем у бетона.

  77. Odaam:

    : не могет такого быть, потому что не могет быть никогда. если нет конденсации, по крайней мере
    http://www.electronics-cooling.com/2003/&#133;
    http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd5&#133;

  78. Reton:

    Яйцеголовые!
    Уже начали расписывать кривые нагруженности в кристаллической решетке свинца, вспомнили про вакуумные пузырьки, а между тем никто четко и внятно не сформулировал ответ на вопрос в посте. Просто и внятно, как учитель шестикласснику…

  79. Odaam:

    : Да ты сам ответил, сракать тебя в ипаку! Воздух бегает по пузырю.
    Возьми ветродуй, подуй себе вморду -воти там также все бегает. А снизу холодная земля.

  80. Ef7No:

    : Только на конденсацию и надежда, так то понятно, что в 10 раз разнице взяться неоткуда. При перемешивании воздуха и конденсация-испарение эффективнее будет идти. Про разницу, достигающую 10х, взято где-то из гугла, без объяснения условий измерения. Может, при конвекции и имелось в виду. Проще всего поставить эксперимент самостоятельно, хотя бы на масштабной модельке.

  81. Ransuper:

    : вообще-то нет, расписали и не раз, даже расчеты написали

  82. Reton:

    : Т.е. получается такой толстый воздушный пузырь ваще ничего не теплоизолирует? Как-то подозрительно.

  83. 77sre:

    : Тепло в него поступает только от тебя, так что тебя от земли от изолирует ого как!

  84. Reton:

    : Блин, вопрос же был почему тоненький коврик изолирует лучше, чем толстый матрас.

  85. Odaam:

    : Потому что воздух не гуляет.
    Если хошь, тож самое — проем между стенами в домах засыпают керамзитом, минеральной ватой или чем-то еще.Зачем?

  86. Odaam:

    : Тепловые трубки для охлаждения процессоров?

  87. Reton:

    : О! Вот это прямо отличный и яркий пример!
    Теперь я все понял! Спасибо!

  88. Copoff:

    : я рассматриваю то давление, которое есть. Термодинамика: dE=-pdV+TdS

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.