Dotazy a odpovědi

Proč se sprej po zatřepání ochladí?

Datum odpovědi: 30. 6. 2023

0810

Dotaz:

S dovolením bych se zeptal vědce, zřejmě na jednoduchý fyzikální jev: někde mi delší dobu stojí tlakový spray, třeba killer na vosy. Když ho vezmu do ruky, automaticky s ním zatřepu a zjistím, že se ochladil. Proč? Na co se spotřebovalo jeho teplo? Dojde k nějakému jevu při míchání hnacího plynu s kapalinou?
Zdroj obrázku: Canva

Minutová odpověď:

1)

Protřepání spreje způsobí promíchání kapaliny ve spreji, která tak odebírá více tepla z naší ruky.

2)

To způsobí vyšší tok tepla z ruky do spreje, které naše teplotní receptory vyhodnotí jako ochlazení spreje.
Zdroj obrázku: Canva

Celá odpověď:

Sprej, který dlouho někde stál, bude mít pokojovou teplotu. Pokojová teplota je obecně nižší než teplota našeho těla. Proto když vezmeme sprej do ruky, dojde k výměně tepla. Teplo bude směřovat z našeho těla do spreje (z teplejšího tělesa do studenějšího) a naše teplotní receptory [1] pod kůží takovou situaci vyhodnotí tak, že sprej má nižší teplotu. To ale ještě nevysvětluje ochlazení při protřepání spreje.

Sprej je vlastně tenký kovový válec, který dobře vede teplo, jelikož kovy mají vysokou tepelnou vodivost [2, 3]. Náplní je směs hnacího plynu a účinné látky. Hnací plyn nehraje v pozorovaném efektu prakticky žádnou roli, jelikož plyny mají malou tepelnou vodivost. Účinná látka by byla za pokojové teploty a tlaku plynná, ale ve spreji je uchovávána jako kapalina za zvýšeného tlaku. Když zmáčkneme ventilek na spreji, tlak se skokově sníží, a proto kapalina začne vřít a přeměňovat se v plyn, který vychází ze spreje.

Když sprejem zatřepeme, kapalina začne chaoticky narážet na stěny. Tím dojde ke zvýšení tepelného kontaktu mezi kapalinou a stěnami a také k promíchávání teplejší části kapaliny, která byla u stěn, s chladnějšími částmi v jejím objemu spreje. Z těchto důvodů se kapalina ve spreji začne zahřívat, a tak odebírat více tepla z naší ruky. Naše teplotní receptory zaznamenají tuto změnu jako ochlazení spreje. Tento efekt je podobný tomu, že za teplého letního dne je vánek příjemně ochlazující (zvýšené odebírání tepla z naší pokožky), kdežto nehybný vzduch je nepříjemně teplý.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek

Zdroje:

[1] https://cs.wikipedia.org/wiki/Termoreceptor 

[2] https://cs.wikipedia.org/wiki/Tepeln%C3%A1_vodivost 

[3] http://fyzikalnipokusy.cz/1584/tepelna-vodivost-plastu-a-kovu-i – zajímavé pokusy na porovnání tepelné vodivosti kovů a plastů

Odpovídal

(VŠCHT Praha + JILA – University of Colorado Boulder & National Institute of Standards and Technology (NIST))

Odborná recenze:

(Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR)

Editace textu:

(Ústav analytické chemie, VŠCHT Praha)
Kategorie: Fyzika a chemie

Mohlo by se vám líbit: