Sbírka fyzikálních pokusů

Model ústředního topení

Pokus číslo: 2049

• Cíl pokusu

  Cílem tohoto pokusu je ukázat, jak funguje ústřední topení.

• Teorie

  Jak funguje ústřední topení

  Ústřední topení se při samotížném systému cirkulace (bez oběhového čerpadla) skládá z následujících částí: kotle, potrubního rozvodu, radiátoru a expanzní nádoby. Kotel slouží k ohřevu vody. Ohřátá voda následně stoupá potrubním rozvodem k radiátorům, kde dochází k postupnému ochlazování vody přestupem tepla do okolního vzduchu ve vytápěných místnostech. Ochlazená voda klesá zpět ke kotli. Expanzní nádoba slouží k omezení nárůstu tlaku v topném systému, který vzniká v důsledku teplotní roztažnosti vody.

  Topný okruh by neměl obsahovat vzduchové bubliny, které mohou omezovat nebo zcela znemožňovat cirkulaci vody. Reálný potrubní rozvod musí vždy v nejvyšším bodě obsahovat odvzdušňovací prvek.

  Jak funguje model ústředního topení

  Na začátku máme skleněnou trubici ve tvaru závitu, která je naplněná čirou studenou vodou. Konce trubice jsou ponořeny do misky, ve které je obarvená studená voda. Pod ohybem skleněné trubice zapálíme kahan. Voda v blízkosti plamene se bude ohřívat. Jelikož má teplá voda menší hustotu než voda studená, bude studená voda klesat dolů a vytlačovat ohřátou vodu trubicí vzhůru. Do trubice je natlačována voda z misky, ta se následně také ohřívá a stoupá vzhůru. Voda v trubici cirkuluje, jak je vidět na obr. 1.

  Obrázek 1.: Modrá barva zobrazuje studenou vodu. Červenou barvu má horká voda, která se právě ohřála od plamene. Růžovou barvou je zobrazena ohřátá voda, která již začíná chladnout.

  

• Pomůcky

  • skleněná trubice

  • stojan s držákem

  • skleněná miska

  • voda

  • potravinářské barvivo

  • lihový kahan

  • zapalovač

  

• Postup

  1. Trubici naplníme čistou vodou a dvěma prsty ucpeme konce trubice tak, aby uvnitř nevznikly vduchové bubliny.

  2. Konce trubice ponoříme do misky s obarvenou vodou.

  3. Připevníme trubici do držáku.

  4. Zapálíme kahan a zahříváme jím jednu stranu trubice.

  5. Pozorujeme, co se děje s vodou v trubici.

  

• Vzorový výsledek

• Metodické poznámky

  Na modelu ústředního topení lze také ukázat, co se stane, když ve skleněné trubici vznikne vzduchová bublina – voda trubicí přestane proudit.