Как определить температуру цвета? (Теплые и холодные оттенки). ​Как сохранить тепло в доме: правила эффективного отопления

Введение

Данная работа посвящена исследованию влиянию цвета и тени на температуру тел. Теплота - непременный участник почти всех жизненных и производственных процессах. Глобальные процессы теплообмена тесно связаны с нагреванием Земли солнечным излучением. Солнечная энергия - источник жизни на Земле. Поэтому ведутся поиски способов наиболее эффективного ее использования.

Актуальность данной работы определяется тем, что в настоящее время, используя знания человечества об эффективном использовании солнечной энергии, мы можем переходить от глобальных проблем, к практическим действиям для более рационального использования энергии.

Цель работы: исследовать влияние цвета и тени на температуру окружающей среды.

Задачи: 1) изучить зависимость излучения и поглощения от состояния поверхности тела; 3) рассмотреть использование способностей тел по-разному поглощать энергию в энергосберегающих технологиях.

Объект исследования: создание оптимального температурного режима при экономии энергии.

Предмет исследования: взаимосвязь излучения и поглощения энергии от состояния поверхности тел.

Настоящая работа содержит два раздела. В первом раскрывается теоретическая основа работы. Во втором разделе описывается ход проведения исследовании и его результаты.

Результаты данной работы могут быть использованы, как рекомендации для их использования в строительстве зданий.

Раздел 1 Тепловое излучение

Излучение - как вид теплопередачи

Передача тепла в среде происходит при наличии разности температур. При этом тепло распространяется из области повышенных температур в область пониженных. Например, зимой в отапливаемых зданиях теплопередача происходит через наружные ограждения из здания, а летом при сильном нагреве поверхностей стен за счет солнечной радиации - в здание. Из своего опыта мы знаем, если приблизить руку к электрической плите, утюгу или к любому другому нагретому телу, ощущается теплота. Если же поместить между нагретым телом и руками лист белой бумаги, то руки перестают ощущать нагревание. Любое нагретое тело испускает невидимое тепловое излучение, которое частично поглощается другими телами. Излучают энергию все тела: большие и маленькие, твердые и жидкие, горячие и холодные, светящиеся и темные. Однако при повышении температуры мощность теплового излучения всех тел увеличивается, то есть ежесекундно тело начинает излучать больше теплоты. С повышением температуры тела увеличивается и энергия, предаваемая в окружающее пространство путем излучения. Невидимое тепловое излучение возникает за счет внутренней энергии излучающей системы и имеет такую же природу; как и видимое, которое вызывают светом. Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может осуществляться в полном вакууме. Излучением передается на Землю солнечная энергия. Излучение, распространяясь от тела, попадает на другие тела. При этом энергия излучения частично отражается, а частично поглощается телами, превращаясь в их внутреннюю энергию, вследствие чего они нагреваются.

1.2 Применение излучения

Все ли тела одинаково поглощают энергию? Проведем опыт с теплоприемником и манометром. Повернем теплоприемник к нагретому телу сначала черной, а потом блестящей стороной, Столбик жидкости в манометре будет перемещаться в первом случае на большее расстояние, чем во втором. Можно сделать вывод, что тела с темной поверхностью поглощают лучше энергию и сильнее нагреваются, а также быстрее охлаждаются путем излучения.

Способность тел по-разному поглощать и излучать энергию находит широкое применение.

Темная, вспаханная почва сильнее нагревается излучением, но быстрее и охлаждается, чем почва, покрытая растительностью. В ясные, безоблачные ночи почва сильно охлаждается — излучение от почвы беспрепятственно уходит в пространство. Если же погода облачная, то облака закрывают Землю и играют роль своеобразных экранов, защищающих почву от потери энергии путем излучения. Одним из средств повышения температуры участка почвы и припочвенного воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Стекло хорошо пропускает видимое солнечное излучение, которое, попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли.

Воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем. Если же нужно использовать солнечную энергию, например, для нагревания некоторых приборов, установленных на искусственных спутниках Земли, то эти части окрашивают в черный цвет.

Раздел I I Описание опыта

Приборы и оборудование: настольная лампа (100Вт), две пустые коробки, листы цветного картона, комнатный цветок.

Опыт проводится в три этапа.

Этап 1.

Берем обе коробки и устанавливаем их на одинаковом расстоянии от лампы, чтобы они получали одинаковое количество света. Ставим горшок с растением между лампой возле первой коробки таким образом, чтобы тень покрывала ее большую часть. Включаем лампу. Измеряем температуру воздуха в обоих коробках через 1 час

Результат:

во II коробке-26°С

Этап 2

Накрываем одну коробку черным картоном, другую белым. Устанавливаем коробки на одинаковом расстоянии от лампы, так, чтобы они получали одинаковое количество света. Измеряем температуру в коробках до эксперимента и после 30 минут работы лампы.

Результат:

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-22,5°С

во II коробке-27°С

Этап 3

Проводим в несколько этапов. Накрываем одну коробку красным картоном,. Устанавливаем коробки на одинаковом расстоянии от лампы, так, чтобы они получали одинаковое количество света. Измеряем температуру в коробках до эксперимента и после 30 минут работы лампы. Повторяем с картоном коричневого и зеленого цвета, фольгой.

Результат:

красный картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-24,5°С

коричневый картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-26°С

зеленый картон

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-23,5°С

Температура воздуха до начала эксперимента в коробках: t=22°С;

Температура воздуха после начала эксперимента: в I коробке-23°С

во II коробке-22°С

Данный опыт отчётливо показал влияние цвета поверхности на изменение температуры. Нужно учесть, что при проведении опыта не были учтены все факторы (отражающая способность поверхности, толщина покрытия), влияющие на конечный результат. Поэтому данные температуры представлены не как абсолютные величины. Результаты опыта представлены в виде диаграмм.

Вывод

Мы рассмотрели способность тел в зависимости от состояния поверхности поглощать энергию. И опытным путем доказали, что тела с темной поверхностью, лучше поглощают энергию и сильнее нагреваются. Для нашего региона, где продолжительность светового дня доходит до 2200часов, иногда бывает трудно поддерживать оптимальный температурный режим и использовать принципы энергосбережения. Поэтому опираясь на полученный результат, можно сделать выводы: 1.Цвет нашего дома (особенно кровля) тоже играет важную роль в поддержании температурного режима. Светлые цвета больше отражают солнечный свет. Темные цвета, наоборот, поглощают. Если выкрасить свой дом в светлые цвета, то в течение лета он будет более прохладным, а зимой меньше отдавать тепла. 2.Растения своей тенью блокируют попадание солнечного света. Таким образом, летом они помогают нам поддерживать прохладу в доме. Зимой же, когда листья с деревьев опадают, то солнечный свет проникает в дом, нагревая его. Используя данные выводы, мы сможем сократить расход энергии в наших домах.

Литература

1. Перышкин А.В., Родина Н.А. Физика. Просвещение, 1989.-191с
2. М.С. Кузей Уроки физики. Мн, «Народна асвита», 1972
3. Ж.В. Иванова Физика» Ранок», 2008
4. Т. Фещенко, В. Вожегова Справочник школьника. Физика. Аст, 1996
5. // [электронный ресурс ] http://spareworld.org/rus/energysaving
6. //[электронный ресурс ] http://extraplex.com.ua/

Приложение

Опыт №1

Опыт №2

Почему в квартире холодно, сыро и дуют сквозняки? На этот вопрос многие жители многоквартирных домов часто не могут найти однозначного ответа. Ведь микроклимат в квартире зависит от целого ряда факторов. Чтобы сохранить тепло в квартире необходимо комплексно подходить к решению этой проблемы, то есть учитывать все возможные причины потери тепла.

Большинство мероприятий по утеплению квартиры лучше проводить в теплое время года. Готовь сани летом! Если в течение зимы у Вас в квартире было холодно, то не стоит откладывать решение этой проблемы до следующей зимы!

В этой стать мы постараемся дать несколько советов, как сохранить тепло в квартире в любое время года.

1. Чтобы батарея эффективнее обогревала комнату, не следует ее закрывать шторами или накрывать чем-либо.
2. Для увеличения теплоотдачи от батареи можно воспользоваться старым советским способом. Между стеной и батареей вставить лист картона, обклеенный металлической фольгой, проложить алюминиевый утеплитель или покрасить стену за батареей металлической краской. Тепловые лучи от батареи будут отражаться в комнату, а не обогревать внешнюю стену.
3. Можно покрасить батарею в темный цвет, тогда она будет отдавать на 5-10% больше тепла.
4. Если батарея не греет, а стояк вроде бы и горячий, возможно секции батареи забились ржавчиной, и напор воды ослаб. После окончания отопительного сезона батарею необходимо прочистить.
5. Если возникла необходимость поменять батарею, не спешите с выбором, проконсультируйтесь у специалистов. Очень часто старые чугунные батареи греют гораздо лучше новых красивых радиаторов.
6. Часто случается так, что батареи греют на полную мощность, а в комнатах все равно холодно. Особенно часто это происходит в угловых квартирах. Чтобы ветер «не гулял» по квартире, необходимо закрывать межкомнатные двери.
7. Не стоит забывать про влияние цвета на людей. Интерьер квартиры в теплых тонах или картины с летними пейзажами подсознательно согревают человека.
8. Необходимо проверить оконные проемы на герметичность. Сделать это можно с помощью свечки, зажигалки или легкого перышка. Провести свечку вдоль проемов, там, где пламя «заколыхалось», есть приток воздуха (щель). Чтобы сохранить тепло в квартире, необходимо провести утепление окон. Сделать это можно различными способами: заткнуть все щели поролоном или газетами, заклеить малярным скотчем, можно воспользоваться более современными материалами, например, специальными утеплителями и герметиками.
9. Если в Вашей квартире старые деревянные рамы, то замена их на пластиковые стеклопакеты существенно уменьшит потери тепла в квартире.

10. Большие потери тепла происходят через балкон или лоджию. Если балкон плохо застеклен или даже совсем не застеклен, то в комнате будет очень сложно удержать тепло. Установка на балконе пластиковых стеклопакетов поможет сохранить тепло в квартире.

11. Следует обратить внимание на входную дверь. При обнаружении щелей можно проложить специальный утеплитель по периметру двери.

13. Если в подъезде Вашего дома разбиты стекла или не закрываются окна, то холодный воздух постоянно попадает в вашу квартиру и выстужает ее. Необходимо обратиться в ЖЭК или управляющую компанию с жалобой от жильцов дома.

14. Жители первого этажа часто сталкиваются с проблемой холодного пола, так как в наших обычных домах утепление подвальных помещений не предусматривается. Чтобы сохранить тепло в квартире, необходимо утеплить полы. Однако, скорее всего, Вам придется это сделать за свой счет.

15. Во многих домах зимой промерзают углы. В таких углах можно увидеть грязные разводы и отклеенные обои. Чтобы это предотвратить, можно провести герметизацию межпанельных стыков снаружи здания. Если дом давно не ремонтировался, и подобные проблемы имеются во многих квартирах, целесообразно обратиться в управляющую компанию с просьбой провести герметизацию швов во всем доме. Однако, при отказе в ремонте (что часто случается) можно нанять бригаду промышленных альпинистов , которые в течение нескольких часов произведут герметизацию Вашей квартиры.

Обычно люди начинают задумываться о том, как сохранить тепло в квартире, только с наступлением холодов. Однако многие мероприятия лучше проводить в теплое время года (замена батарей, установка стеклопакетов, герметизация межпанельных швов).

Если в течение зимнего периода Вы точно определились с причинами, по которым в вашей квартире холодно, то не откладывайте решение проблем до следующей зимы.

Большинство из нас задумывается о сохранении тепла в квартире или доме уже зимой, в отопительный сезон, когда нет возможности заменить батарею или окна, а температура в помещении не повышается до необходимых 18–20 градусов. Многие специалисты советуют произвести , обновить деревянные рамы и обработать их специальным составом. Конечно, этот способ вполне подойдет тем, у кого есть лишние деньги, кто не обладает свободными средствами, справляется своими силами.

Итак , мы возьмем за основу принципы сохранения тепла . В этом нам помогут несколько полезных, не требующих больших затрат советов.

• Самые страшные враги тепла - сквозняки и щели в окнах . Для начала необходимо решить эту проблему. Тщательно заклейте щели специальным бумажным скотчем, предварительно подложив туда поролон, смоченные газеты или тряпки. Этот способ работает еще со времен наших прадедов. Сегодня в магазинах можно найти множество материалов для оклейки окон разной ценовой категории.
• Чтобы тепло от батареи лучше прогревало воздух в помещении, выбирайте шторы длиной чуть ниже подоконника. Полезно установить ролль-штору, поскольку она будет препятствовать попаданию холода от окон зимой, а летом хорошо защитит от солнца.

• Нежелательно использовать экраны для батареи, поскольку они задерживают поступление теплого воздуха и препятствуют прогреванию холодного. Зимой старайтесь снимать экраны.
• Теплоотражающую пленку применяют в основном летом для снижения количества солнечных лучей, проходящих через окно. Зимой такая пленка выступит в роли энергосберегающей и будет препятствовать утечке теплого воздуха.
• По возможности используйте настольные источники света и светодиодные лампы: в первом случае воздух нагревается не под потолком, а в пространстве рядом с вами, во втором - выделяется больше тепла при меньших энергозатратах.

Все эти советы помогут вам сохранить тепло в квартире без особых денежных затрат и сэкономить на счетах за электроэнергию. Не забывайте, что теплые тона в интерьере создают ощущение тепла, поэтому попробуйте использовать больше желтых, красных, оранжевых и коричневых оттенков, психологи утверждают, что этот способ помогает согреться.

Полезные советы

Перед тем, как начать узнавать все секреты сохранения тепла в доме, стоит обратить внимание на то, как ускользает тепло из нашего дома (процент от всех потерь в обычном панельном доме):

* Стены и двери - 42%

* Вентиляция - 30%

* Окна - 16%

* Подвалы - 5%

* Крыша - 7%

Как сохранить тепло в доме

1. Утром откройте занавеси и/или жалюзи, чтобы солнечный свет попадал в дом. Стекло в окне позволяет свету проходить внутрь, но не выходить обратно. В доме свет накапливается, отталкиваясь от стен и мебели, и в итоге превращается в тепло.

2. Ночью используйте толстые (плотные) занавеси, чтобы не позволять теплу ускользать через окна. Без солнечного света окна становятся вашим врагом. Создайте толстые обои, чтобы не позволить теплу уйти.

* Можно использовать просто толстое одеяло, к которому прикрепляется стержень или палка для сохранения формы.

Измерьте свое окно и найдите что-то твердое, например жесткий стержень или крепкую палку, на которую далее вы сможете наматывать занавес. Можно также использовать прежний стержень от бывшей занавески (если он у вас есть).

* Можно также использовать два куска плотной ткани. Для этого есть инструкция:

2.1 Приготовьте два куска плотной ткани. Положите оба куска ткани один на другой рисунком друг к другу. Закрепите все булавками и обрежьте так, чтобы в итоге получить размер на несколько сантиметров больше, чем размеры окна.

2.2 С трех сторон прошейте все слои. На последней 4-й стороне прошейте треть всей длины с каждого конца (получится, что посередине останется одна не прошитая треть). Используйте не прошитую часть, чтобы вывернуть ткани наизнанку.

2.3 Вставьте в отверстие стержень и закрепите его строчкой, а также прошейте ткани до конца.

* Если шторы длинные и закрывают батареи, то к нижнему краю шторы прикрепите петли, а посередине шторы пришейте пуговицы. Так вы сможете нанизать петли на пуговицы, поднимая шторы над батареей.

3. Загерметизируйте старые оконные рамы, чтобы избежать утечки тепла. Вам не придется тратить много - недорогой герметик можно найти в любом строительном магазине. Также у вас это займет совсем немного времени.

4. Если у вас осталась пузырчатая пленка от товаров, которые в нее оборачивали, отрежьте нужный вам размер. Стоит отметить, что такую пленку можно купить отдельно. Разбрызгайте немного воды на окно и прислоните пленку пузырями к окну – вода будет служить клеем для пленки, и пятен потом не останется. Так вы сможете сократить потерю тепла на 50%.

Как сделать пол теплее

5. Покройте полы коврами. Нет ничего неприятнее, чем становиться босыми ногами на холодный пол утром. Кроме приятного ощущения, ковры также создают дополнительный изоляционный слой, который не позволяет холодному воздуху с пола подняться, а значит, ваши ноги будут вам благодарны.

6. Используйте герметизирующую прокладку (вату или поролон, например), чтобы закрыть все щели в окнах. После этого оклейте щели полосками хлопчатобумажной ткани (ширина каждой полоски 4-5 см). Так вы не дадите теплу ускользнуть из дома.

7. Желательно иметь в доме толстые, массивные двери, которые сохранят вам много тепла. Можно также обить старую входную дверь кожзаменителем, наполненным поролоновой прокладкой.

Все щели желательно заштукатурить монтажной пеной. Если вы решили установить новую дверь, то посмотрите можно ли сохранить старую, т.к. две входные двери создают воздушную прокладку между собой, и она изолирует тепло.

Как сохранить тепло вашего дома

8. Прикрепите лист фольги за радиатором, и он будет отражать тепло назад в комнату, при этом мало тепла ускользнет через стену. Стоит отметить, что зазор между фольгой и батареей должен быть минимум 3 см.

9. Если по тем или иным причинам не получается прикрепить экран из металлической фольги, попробуйте утеплить дом снаружи. Закажите утепление торцевой стены (как правило, это делают специальными плитами).

10. Принимайте душ с открытой дверью (если это возможно). Тепло и влажный воздух, созданные во время купания, поднимут температуру воздуха во всем доме.

11. Сушите вещи в доме. Также как и купание с открытой дверью, этот способ увеличивает влажность воздуха, и вам станет приятнее и комфортнее.

Утепление дома своими руками

12. Переставьте мебель

Не можете позволить себе утеплить стены снаружи? Тогда попробуйте переставить мебель. К примеру, около самой холодной стены поставить большой шкаф. Но заметьте, что диван не стоит ставить вблизи батареи, т.к. вы нарушите воздухообмен.

13. Если у вас есть треснутые окна, обязательно их замените.

14. Если вы решили что-то испечь – оставьте дверь на кухне открытой, чтобы тепло духовки и/или плиты распространялось по всему дому.

15. В последнюю очередь можете приобрести обогреватель.

Как выбрать обогреватель

Перед тем, как приобрести обогреватель, стоит знать несколько вещей.

Сначала вам нужно определиться, для чего он вам нужен. Отталкиваясь от этого, стоит выбирать насколько мощный потребуется обогреватель. Узнайте площадь помещения (комнаты). Обычная квартира с потолками 2,75 - 2,8 м нуждается в обогревателе мощностью не меньше 1 кВт на каждые 10 кв. м.

Большим плюсом будет присутствие в обогревателе регулятора температуры и мощности. Есть несколько типов обогревателей:

15.1 Масляный обогреватель

Как он работает:

Внутри такого обогревателя есть 2 или 3 тэна, которые используются для нагревания минерального масла. У данного масла довольно высокая температура кипения и когда оно нагревается, то тепло отдается по всей металлической поверхности аппарата.

С помощью такого нагревателя воздух греется довольно быстро, к тому же масляный обогреватель не пересушивает воздух. Он может быть оснащен термостатом, с помощью которого обогреватель отключается, когда температура достигнет установленного уровня.

15.2 Конвектор

Как он работает:

Холодный воздух пропускается через тэн и нагревается, а после этого выходит через решетки, находящиеся в верхней части прибора. Дополнительным источником тепла выступает корпус конвектора, который также нагревается. Но ставить обогреватель стоит подальше от мебели, т.к. теплый корпус может ее испортить.

Конвекторы можно крепить к стене или ставить на специальные ножки. Прибор довольно безопасен, т.к. его нагревательный элемент спрятан внутри корпуса. Если конвектор имеет термостат, то он может работать непрерывно.

Единственный минус в том, что обогреватель медленно греет помещение. Его стоит использовать для поддержания нужной температуры.

15.3 Тепловой вентилятор

Как он работает:

Внутри данного обогревателя находится тонкая спираль, которая сильно нагревается. Тепло, созданное нагревом спирали распространяется по помещению с помощью вентилятора.

Воздух в помещении нагревается довольно быстро, к тому же сам прибор легко переносить, т.к. он довольно легкий. Обычно тепловой вентилятор используется в офисах.

Но стоит отметить, что прибор высушивает воздух, что в свою очередь вредит здоровью. Тепловой вентилятор нежелательно использовать там, где есть астматик. Еще один минус такого аппарата - это постоянный шум при его работе.

15.4 Инфракрасный обогреватель (кварцевый излучатель)

Как он работает:

Этот прибор, в отличие от других, нагревает предметы вокруг него, а не воздух. Далее обогрев помещения происходит благодаря теплу, исходящему от нагретых полов, стен и мебели. Это позволяет экономить электричество, т.к. сам прибор может не работать, а помещение продолжает находиться в тепле.

Если на первом месте - экономия, то стоит выбирать именно такой обогреватель. Но стоит знать, что инфракрасные кварцевые излучатели самые дорогие и для их установки нужен специалист.