Dokážete řídit svoji tělesnou teplotu?

Jak se osvěžujete, když je v létě příliš horku? Pokuste se nejvíc co nejvíce způsobů, kterými lze tělo ochladit. Tak třeba studená sprcha, schovat se do stínu, zapnout klimatizaci či ventilátor, více pít. Mimochodem – všimli jste si toho, že se v létě potíte víc jak v zimě? I tento jev možná dokážete po přečtení následujících řádků vysvětlit. 

Určitě to znáte – léto vrcholí a horko k padnutí. I místa, která obvykle bývají ve velmi teplém počasí osvěžující oázou, vás nevysvobodí. Pokožka pálí, tělesná teplota se zvedá a pot se z vás jen řine. Pokud nemáte po ruce klimatizaci, jsou snad jedinou záchranou lopatky nějakého velkého ventilátoru hodně hodně blízko. Jak se ventilátor postupně natáčí k vám, příjemné závany chladného vzduchu jsou velmi účinným způsobem k osvěžení a ochlazení vašeho těla. Při každém závanu vzduchu od lopatek cítíte větší a větší chlad. Ventilátor vám pomáhá udržovat přijatelnou teplotu povrchu těla v brutálně horkém dni.

Jenže… skutečně ventilátor ochlazuje vaše tělo? Přece pokud tak kde se ochlazujete je horký vzduch, tak lopatky ventilátorů vlastně nedělají nic jiného, než že ten horký vzduch nasměrovávají k vám. To by ale znamenalo, že vás ochlazuje horký vzduch. To zní jako pěkná ptákovina, což? Takže je jasné, co budeme dnes zkoumat? Otázkou je, jestli nás skutečně ventilátor proudem horkého vzduchu ochlazuje, nebo zda si to jen namlouváme.

Takže nejdříve si připravíme pomůcky. Žádné složitosti, jen to, co byste snad mohli doma najít. Dvě přibližně stejné pánve (pokud budou úplně stejné, jen to zvýší vědeckost našeho experimentu), dva teploměry na měření teploty vody, hodinky nebo stopky, odměrný válec (snad v kuchyni najdete něco, co bude měřit s dostatečnou přesností – v opačném případě požádejte učitele fyziky nebo chemie, nevěřím, že by vám zmíněné pomůcky nezapůjčili…), ventilátor (čím větší tím lepší), vodu, poznámkový blok (my debrujáři říkáme badatelský deník) a psací potřeby. A také budete potřebovat nějaký čas. Může to být jeden ale také více dnů. To záleží na prostředí, ve kterém budete pokus provádět.

Postavte ventilátor na vodorovný povrch, kde může nepřekážet několik dní. První pánev postavte asi 10 cm od ventilátoru přímo do proudu vzduchu. Druhou pánev umístěte ve stejné místnosti, dokonce může být také poblíž ventilátoru, ale z dosahu proudícího vzduchu. Pomocí odměrného válce nalijte do obou pánví stejné množství teplé vody (asi 30 ml je přiměřené množství). Do každé pánve vložte teploměr k měření teploty vody. Nastavte ventilátor na vhodnou rychlost a teplotu vzduchu (pokus pak můžete opakovat s jiným nastavením).  Všimněte si, zda došlo ke změně výšky hladiny a zapište si aktuální teplotu vody. Kontrolu provádějte každých 20 minut. Po nějaké době (která závisí mj. na teplotě vody, na jejím množství a ploše dna pánví) by mohla voda z jedné pánve téměř nebo dokonce zcela zmizet. Tipnete si ze které? Z té druhé pánve se voda může vypařovat ještě několik dní.

Vnější vrstva kůže napomáhá udržovat tělesnou teplotu vylučováním potu. Když se zvýší teplota okolí, začneme se více potit. Tento pot se odpařuje a při tom dochází k odebírání tepla povrchu těla – cítíme ochlazování. Proud vzduchu z ventilátoru odhání odpařené vodní páry z potu, které jsou ohřáté na teplotu těla, a tím nám pomáhají regulovat tělesnou teplotu.

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.

Jak funguje elektromagnet

Slyšeli jste někdy slovo elektromagnetismus? Část žáků ze základek se jistě v tuto chvíli osypala vyrážkou.  Za to ale určitě nemůže fyzika a elektromagnety. Hledejte důvod fyzikální vyrážky někde jinde. Třeba tam, kde nás málokdy napadne hledat příčinu svých problémů – u sebe. Možná že se vám vyrážka ztratí, když si spolu vyrobíme elektromagnet a přitom zjistíte, že elektromagnetismus není nic strašidelného.

Přemýšleli jste někdy, jakým zázrakem zvoní domácí zvonek nebo co za skřítky jsou schovaní v telefonu? Víte, že důležitou součástí domácích kuchyňských elektrospotřebičů jsou elektromagnety? Všechny tyto přístroje mají společný princip, na základě kterého pracují, a tím je právě elektromagnetismus. V roce 1920 jistý pan Oersted z Kodaně zjistil, že když kovovým vodičem protéká elektrický proud, vzniká kolem tohoto vodiče magnetické pole. Elektrická energie se díky tomu může transformovat na jiné druhy energie – například pohybovou nebo magnetickou. Aby bylo toto magnetické pole co nejlépe využito, používá se k jeho vyvolání dlouhý drát stočený do válečku – cívka. Magnetické pole cívky má oproti magnetickému poli pevného magnetu jisté nepopíratelné výhody. Tak například ho můžete vypnout a zapnout kdy potřebujete. Nebo si můžete zvolit, jak velké toto pole chcete mít. Přitom k vytvoření elektromagnetu není třeba žádných složitých pomůcek. Stačí pár decimetrů izolovaného drátu, který omotáte kolem kusu oceli a zdroj elektrického napětí.

K výrobě elektromagnetu budete potřebovat asi půlmetru měděného drátu, jednu devítivoltovou baterii, hřebík o délce asi pět centimetrů, izolační pásku, a pokud máte, tak ocelové piliny. Místo nich by mohly stejně tak dobře posloužit třeba špendlíky. Pokud máte vše připraveno, tak se pustíme do práce. Výroba elektromagnetu nebude trvat déle než 15 minut. Postup totiž není vůbec složitý. U připraveného drátu odizolujte oba jeho konce. Drát natočte kolem hřebíku – zrodila se cívka. Oba konce drátu připijte k pólům baterie. Závity cívky protéká elektrický proud a podle pana Oersteda by v jeho okolí mělo vzniknout magnetické pole. Pokud máte po ruce magnetku kompasu, můžete to snadno zjistit. Pokud nemáte a jste debrujár, tak by pro vás nemělo být problém jednoduchou magnetku si vyrobit. Také jsme ji tady před nějakou dobou sestrojovali. Když vaši cívku nyní přiblížíte ke špendlíkům, měly by se chovat jako v blízkosti slabého magnetu. Pokud se nic neděje, budete potřebovat zmiňované ocelové piliny. V tom případě vám doporučuji přinést elektromagnet do školy a poprosit fyzikáře o jejich zapůjčení. Možná ho váš zájem o fyziku uchvátí a tomu bude odpovídat i vaše příští známka na vysvědčení. Jestliže jste zaregistrovali magnetické pole v okolí vaší cívky (či spíše jeho projevy na špendlících nebo pilinách), přemýšlejte, co se stane, když odpojíte jeden konec drátu od baterie. Myslím, že nebude složité na to přijít. Magnetické pole je pouze v okolí vodiče, kterým prochází elektrický proud. No a když vodič od baterie odpojíte, tak… domyslete si sami a pak si vaše závěry ověřte pokusem.

Asi neuškodí pár poznámek k experimentu. U drátu odizolujte skutečně jen ten kousek, který budete omotávat kolem pólů baterie. Při práci s hřebíkem, špendlíky nebo ocelovými pilinami buďte opatrní a dejte pozor, ať se nezraníte. Pokud vám elektromagnet nefunguje, omotejte drát pevněji okolo pólu baterie nebo baterii vyměňte za novou. Vyzkoušejte delší vodič – čím více závitů má cívka natočeno, tím silnější je její magnetické pole.

V našem pokusu se hřebík choval jako magnet. Po odpojení drátu od pólů baterie magnetické pole zmizelo a hřebík přestal být magnetem. Oceli s touto vlastností říkáme magneticky měkká ocel a takové magnety se nazývají dočasné magnety. Elektromagnety najdete v mnoha přístrojích a zařízeních, které jsou kolem vás: zvonek, reproduktory, telefon, pračka, jistič, …

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.