Dilatació, calor, etc.

1996/11/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Rellotges gratuïts?

Veurem la manera de realitzar un rellotge automàtic que per dilatació tèrmica no necessita corda. En la imatge inferior es pot veure el mecanisme d'un rellotge d'aquest tipus. Encara que tots els elements són necessaris, els més importants són els Z ₁ i Z _2. Aquestes vares estan fabricades amb un aliatge especial de molt alt coeficient de dilatació. Però, com funciona?

Un dels extrems del paletón Z ₁ es troba en un de les dents de la roda X, de manera que si s'allarga el paletón empenyent el ganivet a la fulla, es faci girar la roda. El paletón Z ₂ està situat en un de les dents de la roda I de manera que quan fa fred la roda gira en la mateixa direcció que l'anterior. Aquestes rodes estan situades en l'Eix W 1, que mou la roda de tanca. Les peces porten el mercuri contingut en l'envàs inferior a l'envàs superior.

Des d'aquest vaixell, el mercuri es dirigeix cap al tren de la roda esquerra i omplint aquests es llança la segona roda. Això transmetrà el moviment a l'eix _{K 2} superior a través de la cadena K. A continuació, l'eix K ₂ traçarà el moll del mecanisme del rellotge.

Què li passa al mercuri que ha anat a la travessia esquerra? Aquest tornarà des del recipient amb _{pendent R 1} al punt de partida, arrodonint el cicle. El mecanisme funcionarà constantment mentre es dilaten els pals Z ₁ i Z _2. En conseqüència, podem dir que per a mantenir en funcionament el rellotge n'hi ha prou amb canviar la temperatura de la zona. Com això ocorre en la Naturalesa, no necessita de l'ajuda de l'ésser humà. Per tant, la variació de la temperatura ambiental fa que el moll del rellotge es vagi estirant a poc a poc, però sense interrupcions.

Però, podem dir que el moviment és un motor continu? Per descomptat! Aquest rellotge té la seva font d'energia, és a dir, l'energia calorífica que li envolta. El treball que genera la dilatació, per part seva, és acumulatiu en el moll del rellotge per a la seva utilització en el moviment continu de les agulles. En conseqüència, en termes energètics sí que podem dir que és un rellotge gratuït, ja que no necessita ‘res’ per a produir energia. Però cal no oblidar que la font d'energia és el propi Sol que escalfa la Terra i l'aire.

Hi ha un altre rellotge automàtic similar. En aquesta segona, es tracta de l'element més important del mecanisme. Això, en dilatar-se a causa del canvi de temperatura, eleva un pes de gran càrrega i el mecanisme del rellotge es posa en marxa en caure la càrrega. La glicerina se solidifica a -30 °C i s'evapora a 290 °C. En conseqüència, es pot dir que aquest mecanisme es pot utilitzar en els rellotges de les places o en l'exterior, ja que el canvi de temperatura de dos graus és suficient per a moure el rellotge. A més, van tenir un rellotge d'aquest tipus a prova durant un any i el resultat obtingut va ser totalment satisfactori, no va sofrir cap avaria durant aquest període.

Així, per què no es fabriquen motors més grans que utilitzen aquesta font d'energia? Sembla que aquest tipus de motors poden ser molt barats, però els càlculs d'atzar no diuen el mateix.

Un rellotge convencional necessita una energia aproximada de 1/7 quilograms per a vint-i-quatre hores. Per tant, per a un segon necessita 1/600.000 quilograms. Sabent que la potència d'un cavall és de 75 kgm/s, el mecanisme d'un rellotge d'aquest tipus necessitaria 1/45.000.000 de cavalls de potència. És a dir, encara que tant els tascons del primer rellotge com la glicerina necessària en el segon no valguessin més d'un cèntim en un motor d'aquest tipus, 450.000 pessetes. haurien d'incloure's per cada potència equina (un cèntim x 45.000.000 = 450.000). I això és massa per a dir que és ‘gratis’.

Escalfen els escalfadors?

Quina pregunta! algú podria pensar. I amb tota raó, perquè el propi nom respon a la pregunta, el ‘abric’. Però, és així? Fem un intent. Agafa el termòmetre, comprova els graus que marca i suma'ls en un abric. Després de diverses hores, sortir i comprovar quant marca. Està en la primera? Sí! Per tant, no s'ha escalfat res.

Per tant, hem de dir que la calor no escalfa. I si algú ens diu que la calor refreda, què li respondrem? Fem un altre intent. Agafa dues tasses i plena de gel. Envolta una d'elles amb calefacció i deixa l'altra fora. Esperar que es fon el gel que es troba en la tassa exterior. A continuació, treure el que està embolicat en calefacció. Què portes? Que el gel està per desglaç! Per tant, la calor no escalfa el gel i encara que no pot dir-se el contrari, sí ha retardat la liqüefacció. Llavors, podem dir que els abrics són mossegades?

No, ni l'una ni l'altra. La calor no escalfa per si mateix, almenys si amb aquesta paraula comprenem ‘fer calor’. Bombetes sí, focs també, cossos, … Totes elles són fonts de calor però no abrics. La calor no fa calor, la seva funció és no expulsar la calor corporal, i no altra. Per això, tots els animals de sang calenta, els cossos de la qual són font de calor, tenen més calor que sense calefacció. Per contra, el termòmetre no produeix calor per si mateix i per això no canvia quan es recull en un abric. I amb el gel ocorre el mateix, el gel manté la seva baixa temperatura quan es concentra amb l'escalfament, és a dir, ja que la dificultat per a l'intercanvi de calor fa que la calor exterior no trobi fàcilment el camí per a arribar al gel.

De la mateixa manera i a manera de calefacció, la neu "escalfa" la terra. La neu és un conductor molt dolent que dificulta enormement la calor de la terra que es troba sota ella. En zones molt fredes, la temperatura del sòl sota la neu sol ser igual o superior a deu graus per sobre de la temperatura exterior.

Així que, a partir d'ara, al lector, quan et preguntin si la teva calor t'escalfa bé o no, has de contestar que la calor no m'escalfa, a més d'escalfar-me jo mateix, també escalfa l'abric i no a l'inrevés. Per a acabar, el lector, ja que l'abric és una paraula nova en basca, podem utilitzar la paraula ‘osca’ per a expressar aquesta indumentària.