47
Ako veci fungujú a prečo niekedy nefungujú RNDr. Martin Plesch, PhD. Masarykova univerzita, Brno

Ako veci fungujú a prečo niekedy nefungujú

  • Upload
    kemal

  • View
    55

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Ako veci fungujú a prečo niekedy nefungujú. RNDr. Martin Plesch, PhD. Masarykova univerzita, Brno. Program. Jadrová bomba a jadrová elektráreň Vlaky a električky Vrtuľník Chladnička Vesmírny skafander Gule. Jadrové reakcie. Atóm sa skladá z jadra a obalu - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Rumburakov neviditen pl

Ako veci funguja preo niekedy nefungujRNDr. Martin Plesch, PhD.Masarykova univerzita, BrnoProgramJadrov bomba a jadrov elektrreVlaky a elektrikyVrtunkChladnikaVesmrny skafanderGuleJadrov reakcieAtm sa sklad z jadra a obaluElektrnov obal je 100000 krt v ako jadroJadro sa sklad z protnov a neutrnovV jadre ich je pribline rovnako veaV jadre psobia zkladn silyGravitanElektromagnetickSiln

JadroGravitan sila je zanedbatenHmotnos astc je malElektromag. sila psob medzi protnmiSpsobuje ich odpudzovanieDosiahne aleko, aj krom cez jadroSiln sila psob na protny aj neutnyChov sa ako lepidlo, psob na susedn asticePsobenie je vemi siln

Vekos jadraMal jadr dria dobre pokopeOptimum pri cca 16 astcPri vekch jadrch stpa elektromagnetick odpudzovanie, ale krajn protn je prilepen stle rovnako silnoPri obrovskch jadrch sta mlo (kopnutie okolo letiacou asticou) a rozpadn sa

Jadrov bombaDme dokopy dostatok vhodne vekch a nestabilnch jadierNaprklad plutnium, urn (vi. Irn)Obalme to konvennou bombou, ktor to pri zaplen stla a zhrejeNiektor jadr sa rozpadnIch lomky (astice) rozbjaj alie jadr

Niiv inkyUvon sa vea energieTlakov vlna zem zmetieTeplo zem vypliZostatky z bomby s tvoren aj atmami, ktor maj mlo stabiln jadrJadr sa postupne rozpadajOkolie je rdioaktvne zamorenVodkov bombaal levelNajskr vybuchne mal jadrov bombaPrv as spust spjanie malch jadierNiekoko guliiek dr lepie ako dve tri M niivejie inky v pomere k hmotnostiVodk je ahkinnos rozpadu urnu je vyiaJadrov elektrreChceme energiu zskava postupneNechceme pritom zamori okolie Musme udra rozpad jadier pod kontrolouToto je vemi akZlyhanie kontroly rchlosti jadrovej reakcie znamen katastrofu (ernoby)Kontrolovan reakciaJadrov palivo mus by ist a z vopred znmeho, presne definovanho zloeniaPri rozpade jadra sa uvouj neutrnyNeutrny s vemi rchle a zva ute mimo paliva skr, ako stihn rozbi alie jadroAk ich vhodne spomalme (grafit), zvime ance na spen zsahPoadovan pomer je 1 rozpad = 1 zsahRegulciaV reaktore sa striedaj tye paliva (urnu) a tye modertora (grafitu)Ak tye grafitu vytiahneme, neutrny sa nespomauj a reakcia spomaujeZasunutie ty podporuje reakciuTye s obtekan chladiacou vodouCel je to zabalen v olove a betneAby iarenie zostalo vntri

Vroba elektrinyVoda chladiaca reaktor je rdioaktvnaOdovzd teplo vo vmennku istej vodealej ako v tepelnej elektrrniVysokotlakov, stredno- a nzkotlakov turbnyChladenie a kondenzcia kvapalinyVkon jadrovej reakcie sa d meni len pomaly elektrrne zabezpeuj zkladn vkon do siete

Vlaky trochu histrieU konsk eleznice mali vozne brzdenSkste zabrzdi vozk, ktor ahte za sebouJe to nronejie ako ho rozbehnPrv lokomotvy brzdili len na svojich koleschVagny mohli ma vlastnho brzdraNeskr sa zaviedla brzda na cel vlakov spravu

eusov brzdy

Kotov brzdy

Trochu terieMaximlna trecia sila jef je koeficient trenia koleso koajnicaMaximlne spomalenieNsobok gZvis len od f, ktor je mal z princpuHladk koajnice a koles zniuj trenieObru kolesa je extra tvrd kvli vdri f2,75 ms-1

o s tm?Zvi prtlak na koajnicuZvi sa efektvna hmotnos vozuTm sa zvi brzdn sila aj spomalenieVriv prdy v koajniciachpecilne brzdn systmyZubakaVyuitie odporu vzduchu

Elektromagnet medzi npravami

Rieenie pre vlak

Ako to fungujeVariant 1Elektromagnet sa dotka koajnice a vytvra priame trenieJednoduch, opotrebenie koajnc a magnetovVariant 2Elektromagnet len zvyuje prtlak koliesD sa poui aj pre rozbeh i brzdenie motorom (elektrodynamickou brzdou)Vriv prdyV kove pohybujcom sa v magnetickom poli sa vytvraj vriv prdyVplyvom odporu zanikaj a tm brzdia pohybAj koajnica je kovSta nad ou vytvra vhodn MG poleEnergia zostva v koajniciTreba vysok rchlosti (ICE vlaky v Nemecku)VrtunkPreo m vbec dve vrtule?

Analza slToiaca sa vrtua m vek odpor vzduchuNa to ju tam mmeah vrtunk nie len hore, ale ho aj rozta v protismere vlastnho toeniaDruh vrtua na chvoste psob proti tomutu otaniuAnalza sl

Tretia vrtua?Zadn vrtua sa tie ota, vrtunk je tlaen do protipohybuPoda smeru otania zadnej vrtule ju to dvha bu hore, alebo doleTento pohyb je kompenzovan sprvnou vobou aiskaOkrem inhoChinook

Dve vrtule inakObe vrtule s vodorovn a dvhaj vrtunkOtaj sa proti sebeVznik iba sekundrny moment slMomenty sl sa kompenzuj, ale nepsobia na jednom miesteVrtunk m tendenciu sa ota okolo vlastnej osiJe kompenzovan naklanm lopatiek

ManvrovanieZkladn konfigurcia umouje letie, stpa, klesa, ota saPohyb vpred a vbok zabezpeuje naklonenie vrtunkaNa jeho dosiahnutie potrebujeme ma monos nakla lopatky vrt, prpadne cel vrtuleNa bojovch strojoch sa niekedy montuj pecilne motory na pohyb vpredChladenie a klimatizciaTeplo sa d vyrba z istej energieElektrina, plyn, uhlie...Chlad sa ned vyrobi, treba oderpa teploNa to znova treba energiuO to viacej tepla treba erpaHistoricky sa vyuval rozdiel teplt v lete a v zimeZsoby adu v ladrachExpanzia plynuStavov rovnica pV=NkTPri zmenen tlaku narast objem, alebo kles teplota, alebo obojeOpane, pri stlaen plynu kles objem a stpa teplotaStlam plyn, otepl sa, ochladm ho vonku, prenesiem dnu, nechm expandovaRelne je to ovea zloitejieFzov diagram

Vyparovanie a kondenzciaVyuitie vparnho teplaTeplo potrebn na vyparenie ltkyOvea (rdovo) viac tepla na objemStlam plyn, otepl saOchladm ho, skondenzuje na kvapalinuKvapalinu prenesiemNechm je odpari, ochlad saPlyn zoberiem von

Technologick obmedzeniaChladiace mdiumVysok teplo odparovania, vhodn tlaky a teploty pre kvapaln a plynn fzuDlho sa pouvali freny, stle s najlepieTransport chladu na dlh vzdialenosti (klimatizcie) problematickPouva sa studen vodaProblematick regulciaKompresor je vdy hlunAlternatvne prstupyKondenzan chladnikaKompresor je nahraden ohrievacm prvkomNeefektvne, tich, pracuje aj na plynHotelov chladniky, plynov chladnikyPeltierov javAk teie prd cez rozhranie dvoch kovov, jednu as zahrieva a druh chladNeefektvne, jednoduch, blbuvzdornPouitie: autochladniky, chladie procesorovSkafander do vesmruPotrebujeme zabezpeiTlakDchanieTeplo a chladOchrana pred iarenmudsk potreby Ak okovek zlyh, ide o ivot komplikovan systm

VzduchV skafandri je stle rovnak vzduchKyslk sa dodva z kyslkovej faeOxid uhliit sa absorbuje na absorbriVoda sa extrahuje v kondenzanom systmeTeplo a chladSpodn prdlo je vybaven sstavou rrok, v ktorch prdi kvapalinaChlad alebo ohrieva kozmonautaOhrev je zabezpeen elektrinou z batrieChlad je zabezpeen odparovanm asti skondenzovanej vodyOchrana pred radiciouMateril skafandra zabrauje prestupu vysokoenergetickej radicieOkuliare, resp. tt s viacvrstvov a pecilne upraven

udsk potrebypecilna forma plienokMal potreba sa zachytva, filtruje a alej pouva ako in vodaZva a na domovskej staniciVek potrebu mus vydra

Vstup do vesmru

Guleo sa stane, ak o seba udieram dve vek, ak, tvrd oceov gule?A o sa stane, ke dm medzi ne papier?Mokr papier?Alobal?Papier s alobalom?Prst?

GuleVzduch v papieri nestha unikn, stla saPri stlaen sa prudko ohrievaPapier sa me zapliV mokrom papieri urob dieru unikajca vodaAlobal nem v sebe vzduch ani voduPri kombincii alobalu a papiera alobal hor