logo


E. Fizikalne osnove

E001. Kakšne vrste vode poznamo?

V naravi obstajata dva izotopa vodika: običajni (lahki vodik, označujemo s H), ki ima v jedru en sam proton, in težki vodik (označujemo z D), ki ima v jedru poleg protona še nevtron. Oba se s kisikom povežeta v molekulo vode, ki je lahko navadna (lahka) ali težka voda. Navadna in težka voda sta v naravi popolnoma pomešani tako, da pride na približno 6000 molekul navadne vode (H2O) ena molekula težke vode (D2O).

E002. Kakšna je razlika med temperaturo in toploto?

Temperatura je ena od najvažnejših veličin, s katero označujemo stanje snovi. Snovi sestavljajo atomi in molekule, ki se gibljejo. Temperatura je zunanji znak tega gibanja molekul, ki jih seveda ne vidimo.
Toplota je energija. Definirana je kot tista energija, ki prehaja s toplejšega na hladnejše telo (torej s telesa višje temperature na telo z nižjo temperaturo).

E003. Kako nastane električna energija?

V elektrarnah jo dobimo tako, da električni generator, ki ga običajno poganja vodna turbina, parna turbina ali kakšen drug stroj, pretvori mehansko energijo v električno energijo. V generatorju so navitja žic, ki se vrtijo v magnetnem polju. Ob tem se v žicah inducira električna napetost, ki požene električni tok.

E004. Katera energija vzdržuje vodni tok rek?

Tok rek, ki je posledica padavin, vzdržuje sončna energija.

E005. Od česa je odvisno segrevanje snovi na soncu?

Telo (predmet), ki ga izpostavimo sončnemu sevanju, lahko to sevanje absorbira, odbija ali prepušča. Sevanje je prenos energije z elektromagnetnim valovanjem. Včasih lahko opazimo, da se temni predmeti na soncu segrejejo tako močno, da se na njih lahko celo opečemo. Telo, ki absorbira vse vpadlo sevanje, imenujemo črno telo. Vsako telo, ki je v stiku z okoljem (npr. zrakom, podlago na katerem stoji, itd.), katerega temperatura je nižja od temperature telesa, pa toploto tudi oddaja s prevodom, konvekcijo in sevanjem. Konvekcija je prenos toplote s pomočjo gibanja snovi (npr. gibanjem zraka, ki hladi predmet). Predmet, ki ga pustimo na soncu, torej istočasno prejema toploto sončnega sevanja in oddaja toploto na druge načine. Kadar sta količini prejete in oddane toplote enaki (v ravnotežju), se temperatura telesa ne spreminja več.

E006. Zakaj voda zavre pri 100°C?

Švedski znanstvenik Celsius je že v 18. stoletju izbral temperaturno skalo, kjer je označil z O stopinj ledišče vode, s 100 stopinj pa vrelišče vode pri normalnem zračnem tlaku. To definicijo upoštevamo še danes.

E007. Zakaj električna napetost ne ubije ptic?

Električna napetost ni nevarna za živa bitja, temveč električni tok, ki ga napetost požene, če je sklenjen tokokrog. Ker ptice samo sedijo na žici pod napetostjo, čez njih ne teče električni tok. Če pa bi z eno nogo stale na eni in bi se z drugo nogo dotaknile sosednje žice na daljnovodu ali pa tal, bi jih pa ubilo.

E008. Koliko energije potrebujemo, da segrejemo 1 kg vode za 1 stopinjo in kako imenujemo to veličino?

Energijo, ki jo potrebujemo za segrevanje 1 kg snovi za 1 stopinjo Celzija, imenujemo specifična toplota. Specifična toplota vode je 4200 J/kg.

E009. Od kod vse dobimo energijo?

Energije v resnici ne “dobimo”, ampak le pretvorimo razne vrste primarne energije v tako, kot jo potrebujemo (npr. elektriko in toploto). Primarni viri energije so tisti, ki obstajajo v naravi: Sonce (del te energije se že v naravi pretvori v vodno energijo, vetrno energijo in biomaso), fosilna goriva, uran, geotermalni viri, plimovanje (gravitacijski vpliv Lune in Sonca).

E010. Kakšno vlogo imajo elektroni pri električni energiji?

Električno energijo prenaša od vira do porabnika električni tok v vodniku (žici). Električni tok pa je tok elektronov.

E011. Kaj ima anomalija vode opravka z našim telesom in našo temperaturo v telesu?

Anomalija vode (pojav, da ima voda največjo gostoto pri štirih stopinjah Celzija) nima vpliva na fiziologijo človekovega telesa. Normalna temperatura zdravega človeka je med 36 in 37 stopinjami Celzija. Že samo nekaj stopinj nižja temperatura pomeni hudo podhladitev, ki se lahko konča tudi s smrtjo.

E012. Kje so večje izgube pri pretvorbi oblik energije?

Praviloma so izgube največje pri pretvorbi toplotne energije v mehansko delo. Termoelektrarne in jedrske elektrarne so toplotni stroji, ki toploto zgorevanja goriva (npr. premoga) ali cepitve urana uporabijo za proizvodnjo pare, ki poganja parno turbino, ta pa električni generator.
Razmerje med delom (mehansko energijo), ki ga daje turbina, in vloženo toploto imenujemo toplotni izkoristek. Ta je pri toplotnih strojih, med katere spadajo tudi bencinski in dizelski motorji ter plinske turbine, tipično med 35 % in 45 %.

Toplotnega izkoristka ni mogoče bistveno povečati, ker je posledica drugega glavnega zakona termodinamike in ne slabe tehnologije.

E013. Kakšen je povprečni zračni tlak na Triglavu?

Zračni tlak na vrhu Triglava je nekaj več kot 70 kPa (kilopaskalov) oziroma dobrih 70 % normalnega zračnega tlaka.

E014. Kakšen je delež soli v arktičnem ledu?

V ledu, ki nastane iz morske vode (tudi v arktičnem ledu) ni soli. Ob zmzovanju se molekule vode urejajo v kristalno strukturo, v katero se sol ne more vgraditi in se zato izloči.

E015. Od česa je odvisna gostota?

Gostota snovi je odvisna od kemičnega elementa (natančneje masnega števila) in od razporeditve atomov v snovi (trdna snov, kapljevina ali plin).

E016. Zakaj je zrak toplejši na tleh?

Na sončen dan je zrak ob tleh toplejši, ker se segreje v stiku s toplimi tlemi, ki so prejele energijo sončnega sevanja. Zrak ob tleh pa je ponoči lahko tudi hladnejši, ker tla oddajajo svojo toploto s sevanjem v nebo in se ohladijo. V stiku s hladno površino tal se ohladi tudi zrak.

E017. V katero obliko energije pretvarjajo sončno energijo sončni kolektorji in v katero sončne celice?

Sončni kolektorji pretvarjajo sončno energijo v toploto, sončne celice (pravimo jim tudi fotovoltaične sončne celice) pa v električno energijo.

E018. Od česa je odvisno vrelišče?

Vrelišče kapljevin (vode, alkohola, živega srebra itd.) je odvisno od tlaka nad gladino kapljevine.

E019. Kaj se zgodi z vodo pri štirih stopinjah Celzija?

Voda ima pri štirih stopinjah Celzija največjo gostoto.

E020. Kaj je značilno za kapljevine?

Značilno za kapljevino je, da teče, da nima določene oblike, vendar ima določeno prostornino. Kapljevina tudi ni stisljiva.

E021. Katero temperaturno lestvico uporabljajo v Severni Ameriki?

V Združenih državah Amerike uporabljajo Fahrenheitovo temperaturno lestvico. Temperaturo, izraženo v stopinjah Celzija, preračunamo v stopinje Fahrenheita po sledeči enačbi: F = 1.8 C + 32.

E022. Kaj je to spojina?

Spojina je snov, ki jo sestavlja več kemičnih elementov, ki so med seboj kemično vezani.

E023. Kako so določili osnovni naboj?

Osnovni naboj je definiran kot naboj elektrona in ga je leta 1911 izmeril Robert Millikan tako, da je z mikroskopom opazoval padanje električno nabitih drobnih kapljic olja v zračni reži med dvema ploščatima elektrodama, ki sta ustvarjali znano električno polje. Na kapljico olja delujejo gravitacija, zračni upor in električno polje. Iz hitrosti padanja kapljice v zraku, ko ni bilo električnega polja, je lahko izračunal težo kapljice. Nato je z električnim poljem med elektrodama ustavil padanje kapljice (ustvaril ravnotežje med silo teže in električno silo) in iz tega izračunal naboj kapljice. Izkazalo se je, da je bil izračunani naboj vedno celoštevilčni faktor vrednosti, ki jo imenujemo osnovni naboj.

E024. Kolikšna je debelina atmosfere?

Atmosfera nima točno določene debeline. Točna meja med koncem atmosfere in začetkom vesolja ne obstaja. Včasih jemljemo kot mejo 100 km nad zemeljsko površino, ker je potrebno pri tej višini že upoštevati aerodinamične učinke pri povratku vesoljskih plovil na Zemljo.

E026. Iz česa je sestavljena voda?

Molekulo vode sestavljata dva atoma vodika in en atom kisika.

E027. Zakaj ima voda relativno veliko težo, ko pa je sestavljena iz vodika in kisika? Kaj ji daje težo?

Gostota določene snovi je odvisna od masnega števila (skupnega števila protonov in nevtronov) kemičnih elementov, ki jo sestavljajo, ter razporeditve atomov oziroma molekul v snovi. Molekulo vode sestavljajo atom kisika (8 protonov + 8 nevtronov) in dva atoma vodika (2 protona), skupno torej 10 protonov in 8 nevtronov. Voda ima kot kapljevina gostoto 1000 kg na kubični meter (okrogla številka je posledica prvotne definicije kilograma).

V ledu so molekule vode urejene v kristalno strukturo tako, da jih je manj kot v enakem volumnu kapljevine. Gostota ledu je zato manjša (917 kg na kubični meter). Za primerjavo lahko pogledamo še železo. Atom najpogostejšega izotopa železa vsebuje 26 protonov in 30 nevtronov, ki so tudi razporejeni v kristalni strukturi. Gostota železa je približno 7800 kg na kubični meter.

E028. Razloži toplotni tok!

Toplotni tok je količina toplote, ki v časovni enoti preide s toplega na hladno telo. Toploto merimo v džulih (J), toplotni tok pa v džulih na sekundo (J/s), kar so vati (W).

E029. Katera voda bolje prevaja električni tok, slana, sladka ali mineralna?

Mineralna voda za pitje prevaja električni tok bolje od navadne (čiste) vode. V mineralni vodi so raztopljeni minerali v obliki ionov (nabitih delcev), ki omogočajo dobro prevodnost. Zelo čista (destilirana) voda ima zelo nizko prevodnost (je skoraj izolator), prevodnost morske vode, ki ima raztopljenih mnogo mineralov, pa je približno milijonkrat večja.

E030. Zakaj je voda najbolj gosta pri 4 stopinjah Celzija?

Posebnost vode, da doseže največjo gostoto pri temperaturi 4 stopinje Celzija (ob nadaljnjem hlajenju pa se gostota zmanjšuje) je posledica molekularne zgradbe vode. Molekulo vode sestavljata dva atoma vodika in en atom kisika, ki jih druži vodikova vez.

E031. Zakaj je led iz morske vode “sladek”?

Morska voda začne zmrzovati pri temperaturi približno -3 stopinje Celzija. Zmrzovanje vode je ureditev vodnih molekul v kristalno strukturo, v katero pa se molekule soli ne morejo vgraditi. Zato se sol izloči, led pa sestavljajo samo molekule vode. Če tak led stalimo, postane “sladka voda”.

E032. Kdaj morje zamrzne?

Morska voda zmrzne pri temperaturi približno -2 stopinji Celzija.

E033. Iz česa je pepel?

Pepel sestavljajo negorljivi ostanki po zgorevanju goriva. To so večinoma mineralne snovi (ostanki kamenin), ki niso bili izločeni ob rudarjenju. Pepel lahko vsebuje tudi toksične snovi, npr. težke kovine.

E034. Od česa je odvisno vrelišče tekočine?

Vrelišče tekočine je odvisno od tlaka tekočine. Npr. vrelišče vode pri normalnem zračnem tlaku (1 fizikalna atmosfera, definirana kot tlak 760 mm visokega stolpca živega srebra) je 100 stopinj Celzija. Pri nižjem tlaku je tudi vrelišče nižje. Tako voda na vrhu Triglava, kjer je zračni tlak približno 3/4 normalnega, zavre približno pri 90 stopinjah Celzija. Pri visokih tlakih se vrelišče poviša, npr. pri tlaku, ki je stokrat višji od normalnega, je vrelišče vode nekoliko nad 300 stopinj Celzija.

Zgoraj povedano velja za vodo. Druge kapljevine imajo lahko drugačna vrelišča, kar je odvisno od njihove atomske in molekularne zgradbe.

E035. Zakaj je v gorah malo vode?

Zdi se nam, da je v gorah malo vode, ker ta hitro odteče v doline. Seveda pa je v gorah lahko ogromno vode v obliki snega in ledu.

E036. Zakaj je v tabeli za vrelišče naveden atmosferski tlak?

Vrelišče vode je odvisno od tlaka in je fizikalna veličina, s katero je definirana Celzijeva temperaturna lestvica. 100 stopinj Celzija je vrelišče vode pri normalnem atmosferskem tlaku, ki je definiran kot tlak 760 mm visokega stolpca živega srebra.

E037. Kako težki so oblaki?

Kar vidimo kot oblak, je velikansko število drobnih vodnih kapljic ali ledenih kristalčkov, ki lebdijo v zraku. Gostota snovi v oblaku je enaka gostoti okoliškega zraka, saj bi sicer oblak “padel” na Zemljo. Pade seveda le dež, kar so vodne kapljice, ki so prevelike, da bi lahko še lebdele v zraku. Maso oblaka lahko ocenimo tako, da upoštevamo gostoto zraka, ki je na morski gladini 1,2 kg na kubični meter, z višino pa se zmanjšuje. Kubični kilometer oblaka bi imel maso približno milijon ton (toliko, kot kubični kilometer zraka). Oblak z velikostjo 1 km pa bi bil samo majhen poletni oblaček.

E038. Kje je vrelišče vode pri 0,5 bara zračnem tlaku?

Vrelišče vode pri 0,5 bara je 81,3 °C. Tak zračni tlak in vrelišče vode bi imeli na višini približno 5500 metrov nad morjem.

E039. Kako ločimo stroje in naprave glede na pretvorbo energije v elektrotehniki?

Glede na pretvorbo energije ločimo v elektrotehniki predvsem tri vrste strojev in naprav:

  • Motorji prejemajo električno energijo iz omrežja in jo s pomočjo magnetnega polja pretvorijo v mehansko delo.
  • Generatorji s pomočjo magnetnega polja spremenijo mehansko delo v električno energijo, ki jo oddajo v omrežje.
  • Transformatorji električno energijo s pomočjo magnetnega polja spremenijo v električno energijo drugačne napetosti, pri čemer pa je količina dovedene energije enaka količini odvedene energije.

E042. Kaj je zrak?

Zrak je mešanica plinov, približno 78 % dušika, 21 % kisika, manj kot 1 % argona in sledi drugih plinov. Zanimivo je, da je v zraku samo 0,04 % ogljikovega dioksida, vendar kljub svojemu majhnemu deležu povzroča učinek tople grede, od katerega je odvisno življenje na Zemlji. V zraku je v povprečju še približno 1 % vodne pare, kar pa je krajevno in časovno odvisno od vremena.

E040. Kaj najprej zavre voda, mleko ali slana voda?

Če voda vsebuje primesi (npr. sol, maščobe, proteine, beljakovine itd.) se vrelišče mešanice malo zviša. Zato ob segrevanju čista voda zavre prej kot mleko ali slana voda.

E041. Kakšne temperaturne lestvice poznamo in kdaj izmerimo najvišjo?

V največjem delu sveta je v vsakdanjem življenju v uporabi Celzijeva temperaturna lestvica, katere osnovi sta ledišče vode (0 °C) in vrelišče vode (100 °C) pri normalnem zračnem tlaku. V znanosti praviloma uporabljamo Kelvinovo temperaturno lestvico, ki ima za izhodišče absolutno ničlo (°K) kar ustreza temperaturi – 273,15 °C. Velikost stopinje je pri obeh lestvicah enaka.

V Združenih državah Amerike in še nekaterih državah sveta uporabljajo Fahrenheitovo temperaturno lestvico.

Temperatura teoretično navzgor ni omejena, merilne metode za različna temperaturna področja pa so različne.

E043. Elektromagnetna valovanja v vsakdanjem življenju so?

Elektromagnetna valovanja (sevanja) v vsakdanjem življenju in okolju so n.pr. svetloba, mikrovalovno sevanje (radar, mikrovalovna pečica), radijsko sevanje (mobilna in druga komunikacijska omrežja, radio, televizija), sevanje vodnikov in naprav, skozi katere teče izmenični električni tok, kozmično sevanje (delno) in radioaktivno sevanje mineralov.

E044. Kakšno je vrelišče soljene vode?

Vrelišče slane vode je višje od vrelišča sladke vode, ledišče pa nižje.

Morska voda, ki vsebuje 30 g soli na liter, zavre pri temperaturi približno 100,5 stopinj Celzija, zmrzne pa pri temperaturi -2 stopinji Celzija.

E045. Kako se imenuje največja črpalka, ki poganja vodo v naravi?

Največja črpalka, ki poganja vodo v naravi, je vreme. Energijo za pogon te črpalke daje Sonce.

E046. Koliko je na svetu spojin?

Med 92 kemičnimi elementi, ki obstajajo v naravi, je mogoče izjemno veliko število spojin. Že število “naravnih” spojin je velikansko, zelo veliko pa jih je ustvaril tudi človek.

E047. Ali je res, da hladna voda zavre prej kot topla?

Topla voda ob enakem dovajanju toplote vsekakor zavre prej kot hladna, ker je potrebno dovesti manj toplote. Spraševalec pa je najbrž postavil to vprašanje, ker je verjetno slišal za pojav, da topla ali vroča voda v nekaterih okoliščinah zmrzne prej kot hladna voda. Temu pojavu po afriškem študentu, ki ga je odkril, pravimo Mpemba efekt. Pojasniti ga je mogoče z znanimi fizikalnimi dejstvi (drugačna konvekcija ob ohlajevanju, vroča voda vsebuje manj raztopljenih plinov itd.). Podrobnejši opis pojava lahko najdete tudi na Wikipediji.

E048. Iz česa je zgrajena celotna narava?

Narava je zgrajena iz raznih vrst atomov. Atom sestavlja jedro, v katerem so protoni (osnovni delci s pozitivnim nabojem) in nevtroni (osnovni delci brez naboja) ter elektroni (zelo lahki osnovni delci z negativnim nabojem).

Osnovni gradniki narave so torej protoni, nevtroni in elektroni.

E049. Zanima me, kolikšna je bila največja temperatura, ki so jo dosegli znanstveniki v laboratorijih?

V eksperimentih zlivanja jeder (fuziji) dosegajo znanstveniki že rutinsko temperature več kot 100 milijonov stopinj celzija. Leta 2006 pa so v ZDA, Sandia National Laboratory, ustvarili okoli 2 miljardi stopinj celzija tako, da so z močnim magnetnim poljem stisnili visokotemperaturno plazmo, ki je potem sevala rentgensko sevanje.

E050. Ali slana voda zavre prej ali kasneje, kot navadna?

Slana voda zavre pri višji temperaturi kot navadna (čista) voda. Vrelišče morske vode je pri normalnem zračnem tlaku 100,6 stopinj Celzija, vrelišče navadne vode pa 100 stopinj Celzija. Če bomo torej segrevali morsko in navadno vodo pod enakimi pogoji, bo prej zavrela navadna voda.

E051. Kje voda prej zavre? Ob morju ali v hribih?

Ob enakih pogojih ogrevanja voda prej zavre v hribih, ker je temperatura vrelišča vode nižja kot ob morju. Npr.: voda zavre na Kredarici pri temperaturi malo nad 90 stopinj Celzija, ob morju pa pri 100 stopinjah Celzija.

E052. Pri koliko stopinjah zavre voda na Mount Everestu?

Vrh Mount Everesta je na višini 8848 m. Atmosferski zračni tlak na vrhu je samo tretjina normalnega tlaka, voda pa zavre približno pri 70 stopinjah Celzija (glej tudi vprašanji E050 in E051).

E053. Kaj je nevtron?

Nevtroni so osnovni delci brez električnega naboja in so poleg protonov (ki imajo pozitiven naboj) sestavni del atomskih jeder.

E054. Kakšni so produkti pri izgorevanju? Kaj je oksidacija?

Oksidacija je spajanje nekega kemijskega elementa s kisikom. Zgorevanje je oksidacija. Produkti zgorevanja pa so pri fosilnih gorivih (premog, nafta, zemeljski plin) ogljikov dioksid (CO2) in voda.

E055. Kaj je jedrska magnetna resonanca?

Odgovor lahko najdete na spletišču Kvarkadabra: www.kvarkadabra.net

E056. Kako je najlažje narediti svoj generator?

Skoraj vsako dvokolo ima svoj “generator” – dinamo. Tega je mogoče predelati tudi za drugačen pogon, npr. z vodnim kolesom (to so npr. počeli taborniki). Mogoče pa ga je izdelati tudi “od začetka”, pri čemer bi si dalo pomagati z elektrotehničnim paketom “Mehano”, ki vsebuje dele elektromotorja. Tega se da predelati v generator.
(glej tudi www.mehano.si)

E057. Zakaj vroča voda prej zmrzne kot hladna?

Spraševalec je najbrž postavil to vprašanje, ker je slišal za pojav, ki je znan kot Mpemba efekt (poimenovan po afriškem študentu, ki ga je odkril).
Razlaga pojava ni dokončna in enostavna, pojasniti pa ga je mogoče z znanimi fizikalnimi dejstvi (drugačna konvekcija ob ohlajevanju, vroča voda vsebuje manj raztopljenih plinov itd.. Podrobnejši opis pojava lahko najdete tudi na Wikipedii.

E058. Kdaj je električna napetost nevarna za ljudi?

V električnih napeljavah imamo običajno dva vodnika, med katerima je izmenična napetost 230 V. Eden izmed vodnikov je “pod napetostjo”, drugi je pa “brez napetosti”, običajno rečemo nevtralen. Vlogo tega drugega vodnika lahko prevzamejo tudi vlažna tla, voda, ali vodovodna napeljava, ali kakšna kovinska konstrukcija. Ko med vodnik, ki je “pod napetostjo” in drugi, nevtralni vodnik vežemo neko napravo (npr. fen, ali grelec, ali računalnik) bo skozi napravo stekel električni tok in naprava bo začela delovati. Torej je dejansko električni tok tisto, kar povzroči učinek. Koliko toka steče med vodnikoma, je odvisno od upornosti naprave.

Podobno velja tudi v primeru ko se (po nesreči) dotaknemo vodnika, ki je pod napetostjo, kar se lahko zgodi tudi, če se dotikamo notranjosti naprave, ki je priključena na vtičnico oz. električno omrežje. Skozi naše telo (in tudi po površini telesa) bo stekel tok do drugega vodnika, ki je lahko drugi vodnik v isti napravi, ali kar tla pod nami, ali kovinski del iste, ali druge naprave. Učinek je odvisen od tega, kje in koliko toka steče. Že manjši tokovi (nekaj miliamperov) lahko povzročijo krče v mišicah, večji tokovi (nekaj sto miliamperov ali več) pa tudi opekline in poškodbe, ki so lahko tudi smrtno nevarne. Posledice so vedno močno odvisne od tega, kje tok teče. Tako nekaj deset miliamperov, ki tečejo med rokama in skozi srce, lahko povzročijo tudi smrt. Če smo potni, bo pri isti napetosti tok skozi kožo večji, in bodo tudi posledice večje.

Tokovi pod 50 miliamperov običajno niso nevarni (ne povzročajo trajnih poškodb), tokovi nad 100 miliamperov pa so lahko že smrtno nevarni. Pri običajni vlažnosti kože (pot toka se vedno začne skozi kožo) lahko rečemo, da napetosti do 50 V niso nevarne, nad 100 V pa smrtno nevarne.

Večina električnih naprav deluje pri napetosti 230 V, kar je zelo nevarna napetost in so posegi v takšne naprave med tem, ko so priključene na omrežje, smrtno nevarni. Nestrokovni posegi in popravila naprav lahko povzročijo hude nesreče. Zato je nujno, da pri uporabi upoštevamo navodila proizvajalcev, vse posege pa prepustimo strokovnjakom.

E059. Koliko energije ima voda?

Energija vode, ki jo uporabljamo kot medij za prenos toplote, je sorazmerna temperaturi. V primeru, da uporabljamo kot medij za prenos toplote ali medij v toplotnem stroju vodno paro, pa je njena energija sorazmerna temperaturi in tlaku. Natančne podatke najdemo v posebnih tabelah in diagramih, ki navajajo lastnosti vode in vodne pare.

E060. Koliko stopinj je 311 K?

Pretvorba med stopinjami kelvina in stopinjami celzija poteka po enostavni enačbi:
T(K) = T(C) + 273,15 oziroma T(C) = T(K) – 273,15
311 K je torej 38 C.

E061. Koliko tehta voda pri štirih stopinjah?

1 liter vode pri temperaturi 4 stopinje celzija ima maso 1 kg.

E062. Koliko energije potrebujemo, da segrejemo 1 kg vode za 1 stopinjo?

Za segrevanje 1 kg vode za 1 stopinjo celzija je potrebna energija 4186 J.

E063. Koliko stopinj je 72 F?

Stopinje Fahrenheita preračunamo v stopinje Celzija po enačbi:

C = (F – 32)*5÷9

72 stopinj Fahrenheita je torej približno 22,2 stopinj Celzija.

Fahrenheitovo temperaturno lestvico uporabljajo v ZDA.

E064. Koliko je vseh snovi na svetu?

V naravi obstoja 98 kemičnih elementov, nekateri od teh le v izjemno majhnih količinah. Med temi je že v naravi možnih ogromno število kemičnih spojin, izredno veliko je tudi število umetnih, sintetičnih kemičnih spojin. V znanstveni literaturI je podatek, da je znanih približno 60 milijonov kemičnih spojin.

E065. Iz česa je sonce?

Sonce je tipična zvezda. Večina mase Sonca je vodik. Jedra vodika se v središču Sonca pri visokih temperaturah in tlaku zlivajo v jedra helija (temu procesu pravimo fuzija), pri tem pa se sproščajo velikanske količine energije.

E066. Koliko tehta 1 liter zraka?

Masa 1 litra zraka pri normalnem zračnem tlaku je približno 1,3 grama.

E067. Kako se imenuje naprava, ki meri zračni tlak?

Naprava (instrument) za merjenje zračnega tlaka se imenuje barometer.

E068. Kako se imenuje del celice, kjer poteka izgorevanje organskih snovi, pri tem pa se sprošča energija?

Deli celice, v katerih poteka zgorevanje organskih snovi in pretvorba v energijo, se imenujejo mitohondriji.

E069. Kaj je učinek tople grede?

Učinek tople grede imenujemo sledeč pojav: kratkovalovno Sončevo sevanje predre ozračje ter ogreje površje Zemlje, ki zato oddaja dolgovalovno toplotno sevanje. Če se v ozračju povečuje količina ogljikovega dioksida, postane ozračje manj prozorno za dolgovalovno sevanje in se začne površje Zemlje segrevati.

E070. Kako sprožijo nuklearno reakcijo v jedrski elektrarni?

Verižno reakcijo v jedrskem reaktorju vzdržujejo nevtroni, ki nastanejo ob cepitvi jedra urana-235. Za zagon reaktorja so zato potrebni nevtroni. V sredici reaktorja se med obratovanjem naberejo cepitveni produkti, ki pri svojem radioaktivnem razpadu sproščajo nevtrone. Reaktor s sredico, ki vsebuje rabljeno gorivo, lahko zato zaženejo z nevtroni, ki izvirajo iz radioaktivnega razpada v gorivu. Reaktor, ki pa vsebuje samo sveže gorivo, zaženejo s pomočjo zunanjega vira nevtronov.

E071. Kaj pomeni enota SWU?

SWU je kratica za Separative Work Unit. Enota izvira iz tehnologije bogatenja urana (povečevanja koncentracije urana-235). Dobeseden prevod bi pomenil “enota separacijskega dela” in je merilo za delo, opravljeno pri bogatenju urana. SWU je primerjalna enota in NE pomeni porabljene energije.

Energija, porabljena pri bogatenju urana, je odvisna od tehnologije bogatenja. Bogatenje s plinskimi centrifugami porabi mnogo manj energije kot bogatenje s plinsko difuzijo.

E072. Kdaj zmrzne alkohol/žganje?

Poenostavljeno rečeno je žganje mešanica približno 30 % do 40 % etilnega alkohola in vode. Čisti etilni alcohol zmrzne pri -114 stopinjah celzija, voda pri 0 stopinjah celzija. Zmrzišče žganja je približno -10 stopinj celzija.

E073. Ali bo bazen zamrznil, če damo vanj morsko sol?

Če damo v bazen morsko sol, voda ne bo zamrznila. Sol v vodi zniža zmrzišče (tališče vode), tako da voda zmrzne šele pri nižji temperaturi.

E074. Koliko prihranimo, če temperaturo znižamo za 1 stopinjo?

Večino toplotnih izgub hiše ali stanovanja predstavlja prevod toplote skozi stene, ki je sorazmeren temperaturni razliki. Če je znotraj hiše temperatura 20 stopinj, zunaj pa -5 stopinj celzija, bi znižanje temperature za 1 stopinjo pomenilo približno 1/25 temperaturne razlike in 4 % prihranka energije.

E075. Pri kateri temperaturi zamrzne morje?

Morska voda povprečne slanosti (35 gramov soli v litru) zmrzne pri približno dveh stopinjah Celzija pod ničlo.

E076. Zakaj se količina ogljikovega dioksida v zraku ne spreminja?

Količina ogljikovega dioksida v zraku se od začetka industrializacije ves čas povečuje predvsem zaradi kurjenja fosilnih goriv. Od leta 1960, ko se je začelo natančno merjenje, se je koncentracija ogljikovega dioksida v zraku povečala od približno 310 ppm (kar pomeni 310 delov CO2 na milijon delov zraka) na približno 400 ppm.

E077. Zakaj ima ogljikov dioksid pomembno vlogo v naravi?

Ogljikov dioksid v atmosferi vpliva na propustnost infrardečega sevanja in s tem na klimo Zemlje (učinek tople grede). Ogljik je ena od osnovnih sestavin živali in rastlin. Rastline črpajo ogljikov dioksid iz ozračja. Ogljikov dioksid se raztaplja v morski vodi, kjer ga akumulirajo živa bitja, ta pa potonejo na dno oceanov in tvorijo sediment. Sedimenti z geološkimi procesi postanejo del zemeljske skorje in se z vulkanizmom nato ogljikov dioksid spet vrača v ozračje. Ogljkov ciklus je primarnega pomena za življenje na Zemlji.

E078. Koliko energije porabimo, če želimo 80 litrov vode segreti za 20 stopinj?

Potrebno količino energije izračunamo tako, da pomnožimo med seboj maso vode (80 kg), specifično toploto vode (4,2 kJ/kgK) in temperaturno razliko (20 K).

Rezultat je 6720 kJ, kar preračunamo v kilovatne ure tako, da delimo količino v kJ s pretvornim faktorjem 3600.

Rezultat je torej 1,87 kWh.

E079. Koliko tehta en liter vode?

En liter vode, ki ima temperaturo 4 stopinje celzija, tehta en kilogram.

E080. Koliko tehta en liter vode pri 0 stopinjah?

Pri 0 stopinjah celzija je voda lahko v agregatnem stanju kapljevine ali ledu. V stanju kapljevine tehta en liter vode pri 0 °C skoraj točno 1 kg, liter ledu pa 0,917 kg.

E081. Zanima me koliko tehta 1 liter zraka če ga stisnemo na 100 barov?

Masa 1 litra zraka pod tlakom 100 barov je približno 0,13 kg.

E082. Zakaj se ne da shranjevati energije? Zakaj se ne da toplote pretvoriti v elektriko?

Nekatere vrste energije lahko shranjujemo, npr potencialno (energijo vode za jezom), kinetično (energijo gibajočega se telesa), nekaterih pa ne, npr. toplote in električne energije. Toploto se da pretvoriti v električno energijo, vendar ob izgubah, ki jih določajo zakoni termodinamike. Praktično to pomeni, da je mogoče spremeniti v električno energijo 30 % do 40 % vložene toplotne energije.

E083. Je infrardeče sevanje nevarno?

Infrardeče sevanje ni ionizirajoče in ni nevarno na tak način kot radioaktivno sevanje. Je pa lahko zelo nevarno, če izvira s telesa visoke temperature, ki smo se mu preveč približali. Takrat nas lahko hudo opeče.

E084. Zakaj določeni predmeti v sladki vodi potonejo v slani pa lebdijo?

Najprej kratka razlaga za odrasle, za otroke pa je najbolje napraviti enostaven eksperiment.

Predmeti plavajo v vodi (ali pa kakšni drugi tekočini), če je njihova teža manjša od teže tekočine, ki jo izpodrinejo. Tole je učena razlaga, ki se imenuje Arhimedov zakon in pojasnjuje vzgon potopljenega telesa.

Predlagam, da s svojimi otroki naredite eksperiment. Vzemite češnjev paradižnik (seveda lahko tudi večjega, samo potem boste rabili večji kozarec in več soli) in ga postavite na dno praznega kozarčka. Natočite toliko vode iz pipe, da bo segala kakšna 2 centimetra nad paradižnik. Opazili boste, da bo paradižnik ostal na dnu. Paradižnik je skoraj sama »voda«, ampak kožica in semena so nekolika težja. Zato ostane paradižnik potopljen. Nato vzemite paradižnik iz vode. V kozarec vsujte nekaj žličk kuhinjske soli in jo dobro zmešajte, da se čisto raztopi. Paradižnik spet spustite v kozarec. Opazili boste, da paradižnik sedaj v slani vodi plava. Slana voda je gostejša od sladke in ima zato paradižnik večji vzgon. Izpodrinjena slana voda je težja od paradižnika.

Podoben, mogoče za otroke še bolj zabaven poskus lahko naredite z otroškimi balončki. Če sami napihnete balonček, je v njem zrak, ki je enako »gost«, oz. tehta toliko kot okoliški zrak. Zrak v zraku ne pade. Vendar balonček pade, ker je opna balončka težja od zraka. Ob prvi priliki si dajte napolniti otroški balonček s helijem (to počnejo v nekaterih trgovinah). Takoj ga privežite, sicer bo jok, ko ga boste izpustili in bo izginil v nebo. Balonček se namreč dviga, ker je plin v njem precej lažji od zraka.

E085. Kako shranjujemo električno energijo?

Električne energije ni mogoče shraniti. Mogoče jo je pretvoriti v druge vrste energije, ki jo lahko shranimo in potem ponovno pretvorimo v električno.

Primer je črpalna elektrarna, kjer električno energijo porabimo za pogon črpalk, ki prečrpajo vodo v akumulacijsko jezero. Energijo shranimo v obliki potencialne energije vode. Ko spet potrebujemo elektriko, vodo spustimo iz jezera skozi turbino (ta je bila prej črpalka).

S pomočjo električne energije lahko tudi razgradimo vodo v vodik in kisik. Ko potrebujemo električno energijo npr. za pogon avtomobila, jo lahko pridobimo z reakciijo vodika in kisika v gorivni celici.

Vsakdajen primer je tudi delovanje električnega akumulatorja v avtomobilu, ki ga potrebujemo za zagon motorja. Del energije, ki jo daje avtomobilski motor, porabimo za pogon alternatorja. Električno energijo napeljemo v akumulator, v katerem se shrani kot kemična energijo.

Za vse te primere velja, da ob pretvorbah izgubimo znaten del energije. Tipična pretvorba elektrika –  potencialna energija vode – elektrika ima izkoristek med 60% in 70%. Kljub slabemu izkoristku je shranjevanje ekonomsko smotrno.

E086. Kateri od obeh izotopov, ki sestavljata naravni uran, je cepljiv?

Naravni uran sestavljata izotopa uran-238 (99,3%) in uran-235 (0,7%). Cepljiv je samo uran-235.

E087. Kaj je energija? V kakšnih enotah jo merimo?

Energija je osnovna fizikalna veličina, ki pomeni sposobnost opravljanja dela. Osnovno merska enota je 1 J (džul). V vsakdanjem življenju uporabljamo kot enoto 1 kWh (kilovatna ura).

E088. Koliko energije potrebujemo za odstranitev vode iz lesa ki ima vlažnost 50 %, da dosežemo končno vlažnost 12 %. Teža mokrega lesa je 1000 kg/m3.

Iz 1000 kg lesa je potrebno odstraniti 380 kg vode (50 % – 12 % = 38 %). Izparilna toplota vode pri normalnem zračnem tlaku je 2257 kJ/kg. Za sušenje (izparjanje)  380 kg vode je potrebno 380 kg x 2257 kJ/kg = 857 660 kJ oz. 238 KWh (857 660 : 3600) toplotne energije.

E089. Zanima me, s katerimi dodatki bi zmanjšal zmrzišče vode (npr. do – 50 °C)?

Hladilne tekočine za motorje z notranjim zgorevanjem so mešanice vode in alkoholov. Najbolj običajna, komercialno dostopna mešanica (na črpalkah jo dobimo, če vprašamo za “anti-freeze”), ima zmrzišče pri približno – 40 °C. Mešanice z nižjim zmrziščem so že skoraj v celoti razni alkoholi, v katerih je le še malo ali nič vode (npr. glikol, ki ga uporabljajo za hlajenje letalskih motorjev).

E090. Katere načine prenosa toplote poznamo in kje se pojavlajo?

Toplota se prenaša s prevodom, konvekcijo in sevanjem.
Prevod toplote poteka na atomskem nivoju tako, da atomi npr. v kovini neposredno svojim “sosedom” predajajo energijo z gibanjem. Primer je, da kovinsko palico z enim koncem vtaknemo v ogenj in kmalu začutimo povečanje temperature na drugem koncu palice, ki ga držimo v roki.
Konvekcija je prenos toplote, pri katerem se premika snov, ki prenaša toploto. Primer je ogrevanje prostorov v večini hiš. Zrak, ki se je ogrel v stiku s toplo površino radiatorja, se premika in prenaša toploto po celem prostoru. V naravi na ta način prenaša toploto veter.
Sevanje je prenos toplote z elektromagnetnim valovanjem. Sevanje lahko potuje tudi skozi prostor, v katerem ni snovi. Na ta način dobiva toploto Zemlja od Sonca.

na vrh

Najbolj sveža vprašanja Pogosta vprašanja - kategorije Pogosta vprašanja - vsa