Практично-оутдорное

[сКОТина]

Купил я было для своего летнего загула модный надувной матрас.
Объема огроменного, ширины необъятной - раздувал во всю палатку и радовался жизни.
Очень удобно - песок есть куда стряхнуть, жесткость регулируется и вообще...

Но практика показала, что одно дело южные побережья летом и совсем другое - Подмосковье весной.
Теплоизоляция у матраса никакая, вопреки всем законам физики...
Да что там - холодно!!! Хорошая пенка - лучше!
Вот теперь пытаюсь понять, почему много маленьких пузырьков обладают большей теплоизоляцией нежели один большой и толстый пузырь (матрас).

В комменты призываю "собственных Платонов и быстрых разумом Невтонов", ну или просто учеников (или бывших) 5-6 класса средней школы с оценкой по физике не ниже 4-ки.

Comments

[barbus]

Мне кажется, дело в том, что сама поверхность матраса холодная, потому что материал не пористый.

[Старик Кальтенбрунер]

Хы-хы. Я так в тайге чуть дуба не дал, когда температура ночью резко упала с +10 до -8. Дело в том, что поверхность соприкасается с землей, земля холодная, воздух мгновенно охлаждается, а уж холодная резина довершает черное дело. Мы потом под матрас клали пенки и все было хорошо.

[сКОТина]

barbus, Я хотел бы физику процесса понять, а вот "резина холодная потому что не пористая" - не объясняет.

Старик Кальтенбрунер, Так объясни же мне - почему один большой воздушный пузырь "мгновенно охлаждается", а сотни тыщ маленьких (в одной пенке) - нет.
С точки зрения физики очень хочется понять же. Смотри - объем воздуха в матрасе раз так в 100 превышает объем в пенке...
Я же правильно понимаю, что воздух является главным теплоизолятором. Не?

[May-Bee]

можа потому, что в пенке температура очень постепенно передается от одного пузырька к другому? плюс - верхним пузырькам передается температура 36,6.
а в случае с большим пузырем твоим 36,6 бесполезно тягаться с 5-10С большой Земли

[сКОТина]

May-Bee, Теплопередача от пузырька к пузырьку ~ одинакова, если разбить большой пузырь на много мелких. Мы же рассматриваем классическую модель - когда молекулы газа расталкивают/замедляют другие молекулы.
И в обоих случаях мои 36.6 пытаются тягаться с 5 градусами.

[barbus]

сКОТина, почему не объясняет? если материал пористый, его молекулы разделяются между собой молекулами воздуха, а если плотный - молекулы друг к другу ближе, соответственно теплопередача быстрее у плотных веществ. то, что ты лежишь на надутом матрасе, не имеет никакого значения, можешь лежать на сдутом, точно так же замерзнешь.

[horvatiya]

Мы же рассматриваем классическую модель - когда молекулы газа расталкивают/замедляют другие молекулы.

гм... классическая модель учитывает несколько вариантов передачи энергии.
мне кажется, в случае "большого пузыря", где греется (тобой) одна стенка. и сильно охлаждена другая, бОльшая часть энергии будет передаваться способом излучения (например, как Солнце греет Землю через безвоздушное пространство, как спираль лампочки в своём ваккуме в тонком стекле вполне конкретно греет абажур и саму комнату), а за счёт столкновения молекул передаётся мЕньшая часть энергии.
В случае "много маленьких пузырьков" отсекается излучение. Обн..:вернее, не полностью отсекается - это было бы невозможно, - но это излучённое тобой тепло на пористой пенке пролетает 0,5 мм и нагревает тонкий слой материала пенки между двумя пузырьками, это тонкий слой, нагревшись до Т меньше твоего тела, излучает дальше уже чуть меньшее количество лучистой энергии , и т.д. до нижнего слоя пенки, лежащего на -10 С (у меня была "5" по физике, но прошло 15 лет, простите моё объяснение "на пальцах"). Получается градиентный график "послойного" нагрева пенки в зависимости от высоты слоя от земли. В надувном же матрасе такого градиента не образуется.

[barbus]

horvatiya, в википедию залезла?

[Старик Кальтенбрунер]

Ну если с научной точки зрения, то объяснение простое - конвекция. Чем больше возможность перемешивания воздуха, тем меньшими теплоизолирующими свойствами обладает подстилка

[horvatiya]

barbus, нет, по памяти
я свой ответ там дополнила

[сКОТина]

Старик Кальтенбрунер, Вот я пока к этому больше склоняюсь. Ворочаюсь - и постоянно перемешиваю воздух в матрасе, в итоге прослойка под мною постоянно обновляется. Т.е. приходится греть бОльший объем воздуха...

barbus, не верно, пуховик такой теплый потому что пух удерживает большое количество воздуха. Как и кружка с двойными стенками эффектно сберегает тепло чая.

horvatiya, что-то я сомневаюсь на счет излучения... Мне кажется обычный молекулярный теплообмен составляет 99%, а излучение 1% в данном случае.

[barbus]

сКОТина, не верно что? чем больше воздуха между частицами вещества, тем меньше теплопроводность, и в случае пуховика, и в случае коврика. коврик эффективно удерживает твое тепло, резиновый матрас неэффективно, пузырь воздуха внутри матраса не имеет значения, ты замерзаешь контактируя с поверхностью матраса.

[сКОТина]

barbus, Если ты говоришь про слой воздуха - в матрасе он больше, т.е. через него теплопроводность меньше.
Если ты говоришь о теплопроводности по контуру (по оболочке) то я тебя не понял! )) М-м-м-м! Ну не думаю, что теплопроводность по оболочке столь велика.

[barbus]

Ну если к качестве примера представить себе, что спишь на металлическом пустом ящике такого же объема.

[сКОТина]

barbus, Да! Я понял, но не уверен, что резина по теплопроводности ближе к металлу, чем к пластику (в пенке).

[May-Bee]

не уверен, что резина по теплопроводности ближе к металлу, чем к пластику (в пенке)

ты что, никогда в резиновых сапогах не ходил без теплых носков?

[сКОТина]

May-Bee, Но в пластиковых не ходил - сравнить не могу.

[barbus]

сКОТина, одна беда, что доводы мои не научные, а чисто житейские. вот машенька ещё помнит физику, про излучение - вообще круто.

[сКОТина]

barbus, Ну хорошо, перевожу на житейский уровень! )) Наше исследование остановилось в вопросе: "В каких ботинках холоднее - в резиновых или в пластиковых?" Или все равно?

[horvatiya]

barbus, Ну хорошо, перевожу на житейский уровень! )) Наше исследование остановилось в вопросе: "В каких ботинках холоднее - в резиновых или в пластиковых?" Или все равно?

ты хотел спросить - в резиновых или в железных сапогах..? %)
потому что вспененные стельки (из ижевских ковриков) у рыбаков не такое редкое явление

одна беда, что доводы мои не научные, а чисто житейские. вот машенька ещё помнит физику, про излучение - вообще круто

Барбус, у меня было несколько очень хороших учителей в школе, а главное - папа, он со мной занимался и дал хорошую основу, на которую и легли дальнейшие объяснения учителей. Но я некоторое время назад (оффтоп) почувствовала, что забитая на подкорку прямая (однозначная) математическая логика заняла там слишком много места и потеснила некоторые не менее важные а-логичные области.

Ну если к качестве примера представить себе, что спишь на металлическом пустом ящике такого же объема.

Давай рассмотрим твой пример.
Мне на самом деле тоже интересно - каким из способов (столкновение/колебания молекул или за счёт лучистой энергии) теряется бОльшее количество тепла.
но только возьмём не железный ящик - он твёрдый, и скажут, что потери тепла были за счёт сквозняка под поясницей % а возьмём резиновый матрас. Тем более, что в резиновых сапогах на босу ногу холодной осенью достаточно холодно, пусть я и не сравнивала с железными. сапогами
Итак, берём: резиновый надувной матрас (М1) и такой же резиновый надувной матрас, но с вставленным внутрь куском поролона , который прерывает поток лучистой энергии (М2).
Если они по теплоте будут одинаковы, значит, основная потеря тепла идёт за счёт охлаждения от земли внешнего контура - резины. Но если М2 будет теплее М1, значит, потери тепла идут преимущественно за счёт лучистой энергии.
Осталось провести эксперимент "в поле", кто готов сделать опытные образцы и поработать терморегистратором

[horvatiya]

Кстати, а что скажет клавдия? - у него, насколько я знаю, одного работа связана с физикой и математикой, и у него наибольшая вероятность встретить на работе грамотного физика.

[barbus]

сКОТина, я думала, это не вопрос уже. В резиновых сапогах холодно даже на шерстяной носок бывает, а вот в кроксах или в подобных им галошах из вспененого материала нормально

horvatiya, хорошо, когда такая работа, что есть шанс встретить там специалиста.

[сКОТина]

horvatiya, Будь внимательна и последовательна! Мы с Барбусом обсуждаем теплопроводность вдоль контура и сравниваем резину (оболочка матраса) и пластик (оболочка коврика). При чем здесь железо и тем более вспененные пенки?

Ну и до проведения эксперимента подумай сколько человеческое тело в одежде излучает твоей любимой "лучистой энергии". Т.е. в твоем примере излучать "лучистую" энергию должны также трусы, штаны, спальник и (!!) стенка матраса.

Рано экспериментировать

[сКОТина]

barbus, Не надо добавлять вспененный, мы же не со вспененной резиной сравниваем.
Литая резина и литой пластик.
Или тогда уж вспененный неопрен (та же резина) и вспененный пластик.

[barbus]

сКОТина, подожди, почему? вопрос как раз во вспененности, коврик то у тебя из чего?

[сКОТина]

barbus, Если мы говорим о теплопроводности по "контуру", то нужно рассматривать и сравнивость теплопроводность по контуру и у коврика.
Напоминаю, пока у нас общая физическая модель - один большой пузырь, против множества маленьких.
Причина различия в проводимости "сквозь" не понятна (более-менее версия - конвекция)
Есть версия о проводимости "по контуру", но тогда надо рассматривать без пузырьков, только по поверхности.

[barbus]

сКОТина, нет, я не это имела в виду, не поверхность резины, а слой резины

[сКОТина]

barbus, ладно, давайте упрощать - почему теплее много маленьких пузырьков, по сравнению с одним большим?
Представим, что какая-нить антигравитационная штука позволяет вам "висеть" на высоте 10 см от земли.
Лучевая - в наличии, проводимости по контуру - нет.

Также убираем оболочки из пенки - зависаем в сантиметре от земли. Как теперь? Мне кажется все равно теплее!
Как бы теперь под это физическую базу подогнать?

[barbus]

сКОТина, я сдаюсь. я запуталась.

[barbus]

Короче формулирую. Теплопередачу осуществляет слой материала, на котором лежим. Слой резины имеет определенную плотность, у коврика другая плотность, гораздо меньше. В слое коврика есть воздушные пузырьки, в слое резины их нет.