Ψύξη ενυδρείου με ανεμιστηράκια
Δημοσιεύτηκε: Τετ 01 Μάιος 2019, 11:20
Σε αυτό το θέμα θα προσπαθήσω να σας εξηγήσω με όσο πιο απλά λόγια γίνεται πως μειώνουμε θερμοκρασία στα ενυδρεία χρησιμοποιώντας ανεμιστηράκια.
Στέλνοντας αέρα στο ενυδρείο, στη πραγματικότητα δεν του μειώνουμε τη θερμοκρασία, αλλά αντίθετα το ζεσταίνουμε.
Και ας το δούμε με ένα πείραμα,
παίρνουμε 2 αντικείμενα στερεά πχ 2 γυάλινα ποτήρια άδεια και τα βάζουμε στη κατάψυξη και περιμένουμε να παγώσουν.
Τα βγάζουμε , το ένα το αφήνουμε έτσι στο περιβάλλον, και στο άλλο βάζουμε να το χτυπάει ο αέρας από ένα ανεμιστηράκι,
θα παρατηρήσουμε πως το ποτήρι που το χτυπάει το ανεμιστηράκι ήρθε στη θερμοκρασία περιβάλλοντος
πολύ πιο γρήγορα από το άλλο που δεν το χτύπαγε ο αέρας,
δηλαδή ζεστάθηκε πολύ πιο γρήγορα.
Το αντίθετο θα συμβεί αν ζεστάνουμε τα ποτήρια,
το ποτήρι που το χτυπάει ο αέρας θα έρθει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος πολύ πιο γρήγορα
από ότι το άλλο που δεν το χτυπάει ο αέρας.
Από αυτό καταλαβαίνουμε πως ο αέρας φέρνει το αντικείμενο στη θερμοκρασία περιβάλλοντος πολύ πιο γρήγορα.
Παίρνουμε 3 μπολάκια και βάζουμε 3 διαφορετικά υγρά στο καθένα,
στο ένα βάζουμε οινόπνευμα, στο άλλο νερό και στο άλλο λάδι.
Βάζουμε και από ένα αισθητήρα με ηλεκτρονικό θερμόμετρο να παρατηρούμε θερμοκρασίες.
Για να γίνει πιο κατανοητό το πείραμα θα πρέπει και τα 3 υγρά να έχουν την ίδια θερμοκρασία
και λίγο πιο χαμηλή 2-3 βαθμούς από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος,
πχ έχουμε θερμοκρασία 30 , κάνουμε και τα 3 υγρά να έχουν θερμοκρασία 26 - 27.
Βάζουμε και στα 3 από ένα ανεμιστηράκι από πάνω και αρχίζουμε να παρατηρούμε τις θερμοκρασίες και στα 3 υγρά.
Στο μπολ με το λάδι θα παρατηρήσουμε πως η θερμοκρασία θα αρχίσει να ανεβαίνει,
στο μπολ με το νερό η θερμοκρασία θα αρχίσει να κατεβαίνει, αργά βέβαια,
και στο μπολ με το οινόπνευμα θα μειωθεί πάρα πολύ γρήγορα.
Θα παρατηρήσουμε δηλαδή 3 διαφορετικά αποτελέσματα,
στο λάδι δεν μειώθηκε η θερμοκρασία, αλλά αντίθετα ανέβηκε,
στο νερό μειώθηκε, λίγο βέβαια αλλά μειώθηκε,
και στο οινόπνευμα η θερμοκρασία μειώθηκε αρκετά.
Θα παρατηρήσουμε όμως και κάτι άλλο ,
η ποσότητα στο μπολ με το λάδι θα είναι ίδια ,
στο μπολ με το νερό θα έχει μειωθεί αισθητά,
και στο μπολ με το οινόπνευμα ίσως να μην υπάρχει καθόλου.
Από αυτό καταλαβαίνουμε πως υπάρχει εξάτμιση που αλλάζει εντελώς τα αποτελέσματα του πειράματος.
Στο λάδι δεν υπήρξε καθόλου εξάτμιση και είχαμε άνοδο της θερμοκρασίας,
στο νερό υπήρχε μικρή εξάτμιση και μικρή μείωση της θερμοκρασίας ,
και στο οινόπνευμα υπήρξε τεράστια εξάτμιση αλλά και πολύ μεγάλη μείωση της θερμοκρασίας.
Καταλαβαίνουμε λοιπόν πως όσο πιο μεγάλη και γρήγορη εξάτμιση έχουμε,
τόσο μεγαλύτερη μείωση της θερμοκρασίας υπάρχει.
Ας θυμηθούμε λοιπόν από τη φυσική του Γυμνασίου τι είναι εξάτμιση. Εξάτμιση
Πώς προκαλείται η εξάτμιση;
Ορισμένα μόρια, όταν βρεθούν στην επιφάνεια του υγρού και κινούνται με μεγάλη ταχύτητα,
καταφέρνουν να υπερνικήσουν την ελκτική δύναμη των υπόλοιπων
και να διαφύγουν στο περιβάλλον (για παράδειγμα στον αέρα)
Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την επιφάνεια του υγρού και σε οποιαδήποτε θερμοκρασία.
Ακόμη και στη διάρκεια του χειμώνα και στις πολικές περιοχές το νερό των λιμνών και των ωκεανών εξατμίζεται
και έτσι δημιουργούνται τα σύννεφα και συντηρείται ο κύκλος του νερού.
Δεν αντιλαμβανόμαστε άμεσα αυτή τη διαδικασία γιατί οι υδρατμοί, δηλαδή το νερό σε αέρια κατάσταση, είναι αόρατοι.
Αν και όλα τα υγρά εξατμίζονται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, μας ενδιαφέρει να μελετήσουμε επιπλέον πόσο γρήγορα εξατμίζονται.
Θυμηθείτε ότι το μέγεθος που εκφράζει πόσο γρήγορα κινείται ένα σώμα είναι η ταχύτητα.
Αντίστοιχα, το μέγεθος που εκφράζει πόσο γρήγορα εξατμίζεται ένα υγρό είναι η ταχύτητα της εξάτμισης.
Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ταχύτητα εξάτμισης;
Α. Από την επιφάνεια του υγρού.
Πράγματι, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ενός υγρού, τόσο πιο γρήγορα εξατμίζεται.
Γι' αυτό απλώνουμε τα ρούχα για να στεγνώσουν.
Β. Από τη θερμοκρασία του υγρού.
Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία ενός υγρού,
τόσο εντονότερα κινούνται τα μόριά του και τόσο ευκολότερα διαφεύγουν από το υγρό.
Η εξάτμιση λοιπόν γίνεται πιο γρήγορα.
Γι' αυτό το καλοκαίρι, που η θερμοκρασία είναι υψηλότερη, η ταχύτητα εξάτμισης του νερού μιας λίμνης είναι μεγαλύτερη.
Γ. Από την ύπαρξη ρευμάτων και την υγρασία του αέρα.
Τα μόρια που διαφεύγουν, δεν εγκαταλείπουν οριστικά το υγρό.
Συχνά, συγκρούονται με άλλα ίδια μόρια και επιστρέφουν στο υγρό.
Με αυτό τον τρόπο η εξάτμιση γίνεται πιο αργά.
Όταν λοιπόν ρεύμα αέρα παρασύρει μακριά από την επιφάνεια τα μόρια του υγρού που διαφεύγουν, η εξάτμιση γίνεται πιο γρήγορα.
Γι' αυτό, όταν φυσά άνεμος, τα ρούχα στεγνώνουν γρηγορότερα.
Για τον ίδιο λόγο, η ταχύτητα εξάτμισης είναι μικρότερη, όταν στον αέρα υπάρχει μεγάλη ποσότητα υδρατμών (μεγάλη υγρασία),
δηλαδή τότε η εξάτμιση γίνεται πιο αργά.
Δ. Από το είδος του υγρού.
Σε κάποια υγρά, όπως το οινόπνευμα, η βενζίνη και ο αιθέρας, οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων είναι ασθενείς.
Έτσι, τα μόριά τους εύκολα διαφεύγουν από την επιφάνεια του υγρού.
Τέτοια υγρά που εξατμίζονται γρήγορα ονομάζονται πτητικά.
Για να συνοψίσουμε λοιπόν, σε όλα τα υγρά υπάρχει εξάτμιση, σε άλλα περισσότερο και σε άλλα λιγότερο,
η εξάτμιση γίνεται γιατί κάποια μόρια του υγρού μεταπηδούν από την υγρή κατάσταση στην αέρια κατάσταση,
η εξάτμιση εξαρτάται από την κινητικότητα των μορίων του υγρού,
όσο πιο μεγάλη θερμοκρασία υπάρχει ,
τόσο πιο μεγάλη είναι και η κινητικότητα των μορίων του υγρού, και άρα πιο μεγάλη εξάτμιση,
και η εξάτμιση γίνεται ΜΟΝΟ στην επιφάνεια του υγρού.
Επίσης , όσο πιο αραιός είναι ο αέρας στην επιφάνεια του υγρού τόσο πιο μεγάλη εξάτμιση έχουμε.
Ας δούμε τώρα τι κάνουν τα ανεμιστηράκια,
είπαμε πως η εξάτμιση γίνεται μόνο στην επιφάνεια του νερού,
και όσο πιο αραιός είναι ο αέρας στην επιφάνεια τόσο αυξάνει και η εξάτμιση.
Τα ανεμιστηράκια λοιπόν διώχνουν τους ατμούς (νερό σε αέρια μορφή) από την επιφάνεια,
γίνεται ποιο αραιός ο αέρας, και έτσι αυξάνεται η ταχύτητα εξάτμισης, διώχνουν λοιπόν την υγρασία.
Αυτός είναι και ο λόγος που λέμε πως αν υπάρχει υγρασία στο περιβάλλον, τότε έχουμε μικρότερη πτώση της θερμοκρασίας στο ενυδρείο,
γιατί πολύ απλά ο αέρας στην επιφάνεια του νερού είναι πιο υγρός.
Άλλο ένα που πρέπει να έχουμε υπόψη μας είναι η επιφάνεια του υγρού,
όσο πιο μεγάλη επιφάνεια , τόσο πιο μεγάλη εξάτμιση,
για αυτό θα παρατηρήσουμε πως ενυδρεία με μεγάλη επιφάνεια
ψύχονται πιο εύκολα από άλλα με μικρότερη επιφάνεια,
παράδειγμα είναι τα ενυδρεία σε μορφή κύβου,
ψύχονται πολύ πιο δύσκολα από μακρόστενα ακόμα και με μεγαλύτερο όγκο νερού.
Καλά όλα αυτά, αλλά γιατί υπάρχει μείωση της θερμοκρασίας όταν έχουμε εξάτμιση ; Εξάτμιση
Η εξάτμιση είναι μια διαδικασία ψύξης, των υπολοίπων μορίων που δεν εξατμίζονται.
Καθώς φεύγουν από το υγρό μόρια με μεγάλη κινητική ενέργεια, η μέση κινητική ενέργεια των υπολοίπων μορίων του υγρού ελαττώνεται,
οπότε ελαττώνεται και η θερμοκρασία του.
Κάτι ακόμα,
να μη συγχέουμε τον τρόπο ψύξης ζεστών αντικειμένων με αέρα,
όπως μηχανές αυτοκινήτων , επεξεργαστές σε υπολογιστές κλπ ηλεκτρονικά.
Είναι αυτό που ανέφερα στην αρχή,
αυτά τα αντικείμενα έχουν ποιο μεγάλη θερμοκρασία από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος,
και έτσι ο αέρας προσπαθεί να τα φέρει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος,
έτσι όταν η μηχανή του αυτοκινήτου ή του επεξεργαστή έχουν 120 βαθμούς,
ο αέρας θα προσπαθήσει να τα φέρει στους 40 που έχουμε το καλοκαίρι, άρα θα μειωθεί η θερμοκρασία τους
Πιστεύω να βοήθησα
Και μερικές εικόνες
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
![Εικόνα]()
ακόμα και αυτό είναι μία λύση
![Εικόνα]()
Στέλνοντας αέρα στο ενυδρείο, στη πραγματικότητα δεν του μειώνουμε τη θερμοκρασία, αλλά αντίθετα το ζεσταίνουμε.
Και ας το δούμε με ένα πείραμα,
παίρνουμε 2 αντικείμενα στερεά πχ 2 γυάλινα ποτήρια άδεια και τα βάζουμε στη κατάψυξη και περιμένουμε να παγώσουν.
Τα βγάζουμε , το ένα το αφήνουμε έτσι στο περιβάλλον, και στο άλλο βάζουμε να το χτυπάει ο αέρας από ένα ανεμιστηράκι,
θα παρατηρήσουμε πως το ποτήρι που το χτυπάει το ανεμιστηράκι ήρθε στη θερμοκρασία περιβάλλοντος
πολύ πιο γρήγορα από το άλλο που δεν το χτύπαγε ο αέρας,
δηλαδή ζεστάθηκε πολύ πιο γρήγορα.
Το αντίθετο θα συμβεί αν ζεστάνουμε τα ποτήρια,
το ποτήρι που το χτυπάει ο αέρας θα έρθει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος πολύ πιο γρήγορα
από ότι το άλλο που δεν το χτυπάει ο αέρας.
Από αυτό καταλαβαίνουμε πως ο αέρας φέρνει το αντικείμενο στη θερμοκρασία περιβάλλοντος πολύ πιο γρήγορα.
Παίρνουμε 3 μπολάκια και βάζουμε 3 διαφορετικά υγρά στο καθένα,
στο ένα βάζουμε οινόπνευμα, στο άλλο νερό και στο άλλο λάδι.
Βάζουμε και από ένα αισθητήρα με ηλεκτρονικό θερμόμετρο να παρατηρούμε θερμοκρασίες.
Για να γίνει πιο κατανοητό το πείραμα θα πρέπει και τα 3 υγρά να έχουν την ίδια θερμοκρασία
και λίγο πιο χαμηλή 2-3 βαθμούς από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος,
πχ έχουμε θερμοκρασία 30 , κάνουμε και τα 3 υγρά να έχουν θερμοκρασία 26 - 27.
Βάζουμε και στα 3 από ένα ανεμιστηράκι από πάνω και αρχίζουμε να παρατηρούμε τις θερμοκρασίες και στα 3 υγρά.
Στο μπολ με το λάδι θα παρατηρήσουμε πως η θερμοκρασία θα αρχίσει να ανεβαίνει,
στο μπολ με το νερό η θερμοκρασία θα αρχίσει να κατεβαίνει, αργά βέβαια,
και στο μπολ με το οινόπνευμα θα μειωθεί πάρα πολύ γρήγορα.
Θα παρατηρήσουμε δηλαδή 3 διαφορετικά αποτελέσματα,
στο λάδι δεν μειώθηκε η θερμοκρασία, αλλά αντίθετα ανέβηκε,
στο νερό μειώθηκε, λίγο βέβαια αλλά μειώθηκε,
και στο οινόπνευμα η θερμοκρασία μειώθηκε αρκετά.
Θα παρατηρήσουμε όμως και κάτι άλλο ,
η ποσότητα στο μπολ με το λάδι θα είναι ίδια ,
στο μπολ με το νερό θα έχει μειωθεί αισθητά,
και στο μπολ με το οινόπνευμα ίσως να μην υπάρχει καθόλου.
Από αυτό καταλαβαίνουμε πως υπάρχει εξάτμιση που αλλάζει εντελώς τα αποτελέσματα του πειράματος.
Στο λάδι δεν υπήρξε καθόλου εξάτμιση και είχαμε άνοδο της θερμοκρασίας,
στο νερό υπήρχε μικρή εξάτμιση και μικρή μείωση της θερμοκρασίας ,
και στο οινόπνευμα υπήρξε τεράστια εξάτμιση αλλά και πολύ μεγάλη μείωση της θερμοκρασίας.
Καταλαβαίνουμε λοιπόν πως όσο πιο μεγάλη και γρήγορη εξάτμιση έχουμε,
τόσο μεγαλύτερη μείωση της θερμοκρασίας υπάρχει.
Ας θυμηθούμε λοιπόν από τη φυσική του Γυμνασίου τι είναι εξάτμιση. Εξάτμιση
Πώς προκαλείται η εξάτμιση;
Ορισμένα μόρια, όταν βρεθούν στην επιφάνεια του υγρού και κινούνται με μεγάλη ταχύτητα,
καταφέρνουν να υπερνικήσουν την ελκτική δύναμη των υπόλοιπων
και να διαφύγουν στο περιβάλλον (για παράδειγμα στον αέρα)
Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την επιφάνεια του υγρού και σε οποιαδήποτε θερμοκρασία.
Ακόμη και στη διάρκεια του χειμώνα και στις πολικές περιοχές το νερό των λιμνών και των ωκεανών εξατμίζεται
και έτσι δημιουργούνται τα σύννεφα και συντηρείται ο κύκλος του νερού.
Δεν αντιλαμβανόμαστε άμεσα αυτή τη διαδικασία γιατί οι υδρατμοί, δηλαδή το νερό σε αέρια κατάσταση, είναι αόρατοι.
Αν και όλα τα υγρά εξατμίζονται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, μας ενδιαφέρει να μελετήσουμε επιπλέον πόσο γρήγορα εξατμίζονται.
Θυμηθείτε ότι το μέγεθος που εκφράζει πόσο γρήγορα κινείται ένα σώμα είναι η ταχύτητα.
Αντίστοιχα, το μέγεθος που εκφράζει πόσο γρήγορα εξατμίζεται ένα υγρό είναι η ταχύτητα της εξάτμισης.
Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ταχύτητα εξάτμισης;
Α. Από την επιφάνεια του υγρού.
Πράγματι, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ενός υγρού, τόσο πιο γρήγορα εξατμίζεται.
Γι' αυτό απλώνουμε τα ρούχα για να στεγνώσουν.
Β. Από τη θερμοκρασία του υγρού.
Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία ενός υγρού,
τόσο εντονότερα κινούνται τα μόριά του και τόσο ευκολότερα διαφεύγουν από το υγρό.
Η εξάτμιση λοιπόν γίνεται πιο γρήγορα.
Γι' αυτό το καλοκαίρι, που η θερμοκρασία είναι υψηλότερη, η ταχύτητα εξάτμισης του νερού μιας λίμνης είναι μεγαλύτερη.
Γ. Από την ύπαρξη ρευμάτων και την υγρασία του αέρα.
Τα μόρια που διαφεύγουν, δεν εγκαταλείπουν οριστικά το υγρό.
Συχνά, συγκρούονται με άλλα ίδια μόρια και επιστρέφουν στο υγρό.
Με αυτό τον τρόπο η εξάτμιση γίνεται πιο αργά.
Όταν λοιπόν ρεύμα αέρα παρασύρει μακριά από την επιφάνεια τα μόρια του υγρού που διαφεύγουν, η εξάτμιση γίνεται πιο γρήγορα.
Γι' αυτό, όταν φυσά άνεμος, τα ρούχα στεγνώνουν γρηγορότερα.
Για τον ίδιο λόγο, η ταχύτητα εξάτμισης είναι μικρότερη, όταν στον αέρα υπάρχει μεγάλη ποσότητα υδρατμών (μεγάλη υγρασία),
δηλαδή τότε η εξάτμιση γίνεται πιο αργά.
Δ. Από το είδος του υγρού.
Σε κάποια υγρά, όπως το οινόπνευμα, η βενζίνη και ο αιθέρας, οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων είναι ασθενείς.
Έτσι, τα μόριά τους εύκολα διαφεύγουν από την επιφάνεια του υγρού.
Τέτοια υγρά που εξατμίζονται γρήγορα ονομάζονται πτητικά.
Για να συνοψίσουμε λοιπόν, σε όλα τα υγρά υπάρχει εξάτμιση, σε άλλα περισσότερο και σε άλλα λιγότερο,
η εξάτμιση γίνεται γιατί κάποια μόρια του υγρού μεταπηδούν από την υγρή κατάσταση στην αέρια κατάσταση,
η εξάτμιση εξαρτάται από την κινητικότητα των μορίων του υγρού,
όσο πιο μεγάλη θερμοκρασία υπάρχει ,
τόσο πιο μεγάλη είναι και η κινητικότητα των μορίων του υγρού, και άρα πιο μεγάλη εξάτμιση,
και η εξάτμιση γίνεται ΜΟΝΟ στην επιφάνεια του υγρού.
Επίσης , όσο πιο αραιός είναι ο αέρας στην επιφάνεια του υγρού τόσο πιο μεγάλη εξάτμιση έχουμε.
Ας δούμε τώρα τι κάνουν τα ανεμιστηράκια,
είπαμε πως η εξάτμιση γίνεται μόνο στην επιφάνεια του νερού,
και όσο πιο αραιός είναι ο αέρας στην επιφάνεια τόσο αυξάνει και η εξάτμιση.
Τα ανεμιστηράκια λοιπόν διώχνουν τους ατμούς (νερό σε αέρια μορφή) από την επιφάνεια,
γίνεται ποιο αραιός ο αέρας, και έτσι αυξάνεται η ταχύτητα εξάτμισης, διώχνουν λοιπόν την υγρασία.
Αυτός είναι και ο λόγος που λέμε πως αν υπάρχει υγρασία στο περιβάλλον, τότε έχουμε μικρότερη πτώση της θερμοκρασίας στο ενυδρείο,
γιατί πολύ απλά ο αέρας στην επιφάνεια του νερού είναι πιο υγρός.
Άλλο ένα που πρέπει να έχουμε υπόψη μας είναι η επιφάνεια του υγρού,
όσο πιο μεγάλη επιφάνεια , τόσο πιο μεγάλη εξάτμιση,
για αυτό θα παρατηρήσουμε πως ενυδρεία με μεγάλη επιφάνεια
ψύχονται πιο εύκολα από άλλα με μικρότερη επιφάνεια,
παράδειγμα είναι τα ενυδρεία σε μορφή κύβου,
ψύχονται πολύ πιο δύσκολα από μακρόστενα ακόμα και με μεγαλύτερο όγκο νερού.
Καλά όλα αυτά, αλλά γιατί υπάρχει μείωση της θερμοκρασίας όταν έχουμε εξάτμιση ; Εξάτμιση
Η εξάτμιση είναι μια διαδικασία ψύξης, των υπολοίπων μορίων που δεν εξατμίζονται.
Καθώς φεύγουν από το υγρό μόρια με μεγάλη κινητική ενέργεια, η μέση κινητική ενέργεια των υπολοίπων μορίων του υγρού ελαττώνεται,
οπότε ελαττώνεται και η θερμοκρασία του.
Κάτι ακόμα,
να μη συγχέουμε τον τρόπο ψύξης ζεστών αντικειμένων με αέρα,
όπως μηχανές αυτοκινήτων , επεξεργαστές σε υπολογιστές κλπ ηλεκτρονικά.
Είναι αυτό που ανέφερα στην αρχή,
αυτά τα αντικείμενα έχουν ποιο μεγάλη θερμοκρασία από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος,
και έτσι ο αέρας προσπαθεί να τα φέρει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος,
έτσι όταν η μηχανή του αυτοκινήτου ή του επεξεργαστή έχουν 120 βαθμούς,
ο αέρας θα προσπαθήσει να τα φέρει στους 40 που έχουμε το καλοκαίρι, άρα θα μειωθεί η θερμοκρασία τους
Πιστεύω να βοήθησα
Και μερικές εικόνες
ακόμα και αυτό είναι μία λύση
κατατοπιστικότατος όπως πάντα! 
