Počas horúcich slnečných dní sa stretávame s upozorneniami varujúcimi, aby sme nenechávali v odstavených autách zvieratá alebo deti. Skúsenosti ukazujú, že ponechanie živej bytosti v aute na priamom slnečnom svetle môže mať rýchlo fatálne následky. Pozrime sa, či by do istej miery mohla k riešeniu tohto problému prispieť aj farba vozidla.
Nasledujúci pokus môžeme realizovať iba v prípade jasného slnečného počasia. Videonávod tohto experimentu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Dve rovnaké malé sklené alebo plastové fľaše, dva teplomery, biely a čierny papier, voda, plastelína, lepiaca páska a nožnice
Postup
Okolo jednej malej fľašky obtočíme čierny papier a zalepíme lepiacou páskou. Okolo druhej malej fľašky obtočíme biely papier a zalepíme lepiacou páskou. Obe fľašky naplníme do rovnakej výšky (približne 1 cm od vrchu) studenou vodou s rovnakou teplotou. Do každej fľašky pomocou plastelíny upevníme teplomer v hrdle fľašky tak, aby jeho spodná časť bola ponorená vo vode. Obe fľaše uložíme na miesto, kde na ne bude dopadať čo najviac slnečných lúčov. Pozorujeme hodnoty na oboch teplomeroch. Môžeme ich aj zaznamenávať.
Pozorovanie
Po niekoľkých minútach môžeme pozorovať, že teplomer ponorený vo fľaši obtočenej čiernym papierom ukazuje vyššiu teplotu ako teplomer vo fľaši obtočenej bielym papierom.
Stručné vysvetlenie
Čierna farba pohlcuje väčšiu časť žiarenia ako biela. Biela farba väčšinu žiarenia odráža. Možno ste sa už stretli s pojmom absolútne čierne teleso. Ide o ideálne hypotetické teleso, ktoré pohlcuje úplne všetko elektromagnetické žiarenie dopadajúce na jeho povrch. Fľaša obalená v čiernom papieri môže byť približným modelom absolútne čierneho telesa. Samozrejme, reálne nepohlcuje úplne všetko žiarenie, časť aj odráža. Voda a aj vzduch v čiernej fľaši sú viac zohrievané, zvyšuje sa ich teplota, čo môžeme pozorovať na teplomere.
Vplyv farby auta
Vedomosti o vplyve farby na množstvo pohlteného žiarenia je možné využiť pri dizajne rôznych zariadení. Patria k nim aj autá. Forenzní vedci I. R. Dadour a jeho kolegovia porovnávali v štúdii Temperature variations in a parked vehicle z roku 2011 teplotu dvoch áut rovnakej značky, líšiacich sa iba farbou. Jedno auto bolo biele, druhé čierne. Obe autá parkovali na priamom slnečnom svetle, boli uzatvorené a vnútri bol umiestnený senzor na meranie teploty. Teplota bola meraná aj zvonku auta, na jeho karosérii. Ukázalo sa, že teplota vnútri čierneho auta je vyššia približne o 5 °C v porovnaní s interiérom bieleho auta.
V bielom aute sa teplota pohybovala okolo 50 °C a v čiernom okolo 55 °C. Dôvod zvýšenej teploty v interiéri čierneho auta odhaľuje porovnanie teplôt na karosériách áut. Viac slnečného žiarenia absorbovala čierna karoséria, ktorá dosahovala teplotu približne 45 °C. Na karosérii bieleho auta bola nameraná teplota asi 38 °C. Z vonkajšej strany auta je teplota nižšia ako vnútri, pretože karosériu chladí okolitý vzduch, pričom vnútri vozidla vzniká skleníkový efekt. Tým, že teplota karosérie čierneho auta je vyššia ako teplota karosérie bieleho auta, je tok tepla zvnútra kabíny smerom von v prípade čierneho auta nižší ako v bielom aute.
Ukázalo sa, že farba auta má vplyv na teplotu vnútri kabíny. Samozrejme, nechávať živé bytosti v uzavretých autách na priamom slnečnom svetle je nebezpečné v prípade akejkoľvek farby karosérie.
Barbora Gejdošová
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk.
