Podcast o Energetická hodnota a tepelné stroje

Kapitoly

Odkiaľ berieme energiu?

Ako meriame kalórie?

Herónova hračka

Od Papina k Newcomenovi

Ako funguje motor

Zhrnutie a záver

Přepis

Matej: Predstavte si študentku, volajme ju Ema. Učí sa do noci na test a jej jediným palivom je balíček keksíkov. Ale zamysleli ste sa niekedy, odkiaľ tie keksíky berú energiu, ktorá ju udrží v bdelom stave?

Viktória: To je skvelá otázka, Matej! Všetko živé, vrátane nás, si vyžaduje energiu na rast, pohyb, či udržiavanie telesnej teploty. A túto energiu získavame práve z potravy.

Matej: Takže jedlo je v podstate naše palivo. Počúvate Studyfi Podcast.

Viktória: Presne tak. A vedci majú celkom zaujímavý spôsob, ako zistiť, koľko energie sa v tom palive, teda v jedle, nachádza.

Matej: Zaujímavý? To znie ako nejaký experiment.

Viktória: V podstate áno. V laboratóriu dokážu jedlo doslova spáliť a teplo, ktoré pri tom vznikne, udáva jeho energetickú hodnotu. Čím viac tepla, tým viac energie.

Matej: Takže moju desiatu najprv podpália, aby zistili, koľko energie mi dodá? Dúfam, že to neskúšajú v školskej jedálni.

Viktória: To určite nie! Ale vďaka tejto metóde vieme, že množstvo energie sa udáva v jouloch, teda kilojouloch, alebo v starších jednotkách, kilokalóriách.

Matej: Aha, to sú tie hodnoty, ktoré vidíme na obaloch potravín, často prepočítané na 100 gramov, však?

Viktória: Presne tak. Takže nabudúce pri učení budete vedieť, koľko paliva presne tankujete.

Matej: A práve tento princíp tlaku viedol k jednej z najväčších revolúcií v histórii. K parným strojom.

Viktória: Presne tak! Ale vieš, že prvá verzia bola v podstate len taká hračka?

Matej: Hračka? To znie zaujímavo. Povedz viac!

Viktória: Hovorím o Herónovej guli z prvého storočia. Predstav si dutú guľu, z ktorej uniká para dvoma tryskami. Tento únik pary ju roztočil.

Matej: Takže ako taký staroveký fidget spinner poháňaný parou!

Viktória: V podstate áno. Herón si ani neuvedomil, že objavil reaktívnu silu. Pre neho to bola len zábava.

Matej: Kedy sa teda táto „zábava“ stala skutočne užitočnou?

Viktória: Museli sme si počkať až do 17. storočia na Denisa Papina. Jeho stroj mal valec s piestom – para piest zdvihla, a keď vychladla, piest klesol. Jednoduché, ale geniálne.

Matej: A to už vedelo dvíhať bremená, však?

Viktória: Áno, aj keď to nebolo veľmi efektívne. Skutočný prelom prišiel až s Thomasom Newcomenom na začiatku 18. storočia. Jeho vylepšený stroj už dokázal čerpať vodu z anglických uhoľných baní.

Matej: Takže sme prešli od hračky k záchrane celého priemyslu. To je obrovský skok. Ale stále to nebol ten stroj, ktorý zmenil svet, však?

Matej: Páni, takže parné stroje, o ktorých sme hovorili, boli super na vlaky, ale do áut sa proste nehodili. Boli príliš ťažké a nepraktické.

Viktória: Presne tak, Matej. Na cesty sme potrebovali niečo oveľa menšie a efektívnejšie. A tak prišiel... spaľovací motor.

Matej: Dobre, tak poďme na to. Ako to vlastne funguje vo vnútri auta?

Viktória: Predstav si taký malý valec. V ňom sa hore-dole pohybuje piest. Tento pohyb sa potom špeciálnym mechanizmom, kľukovým hriadeľom, mení na otáčavý pohyb.

Matej: A to je to, čo v konečnom dôsledku roztáča kolesá, však?

Viktória: Presne! Do valca sa cez nasávací ventil dostane zmes vzduchu a benzínu. Piest ju potom silno stlačí...

Matej: A potom príde tá zábavná časť, že?

Viktória: Presne tak! Elektrická sviečka vytvorí iskru, ktorá tú stlačenú zmes zapáli. Vznikne malá, ale veľmi silná kontrolovaná explózia!

Matej: Takže v mojom aute sú neustále tisíce malých výbuchov? To znie trochu nebezpečne.

Viktória: Znie, ale je to úplne bezpečné a geniálne efektívne. Tá explózia zatlačí piest naspäť dole, a tak poháňa motor. Zvyšky, teda spaliny, potom odídu výfukovým ventilom von.

Matej: Fantastické. Takže od Herónovej parnej gule, cez masívne parné stroje až po tieto malé, silné explózie v našich autách. To bola teda jazda celou históriou tepelných motorov!

Viktória: Veru bola. Ukazuje to, ako sa snaha premeniť teplo na pohyb vyvíjala celé stáročia až do dnešnej podoby.

Matej: Ďakujeme, že ste nás počúvali. Dúfam, že ste sa naučili niečo nové a možno sa na motor vo vašom aute pozriete trochu inak. Za mikrofónom bol Matej...

Viktória: ...a Viktória. Majte sa krásne a dopočutia pri ďalšej časti nášho podcastu!