Pensavi di poterlo rompere?
In precedenza, ho presentato un enigma su come evitare che la casa si trasformi in un forno durante un’ondata di caldo. Lo scenario è semplice. La fisica, tuttavia, diventa un po’ complicata. Ecco la soluzione.
Immagina una stanza con un solo strato: le tende. Quando il sole picchia, quell’energia colpisce la finestra. Le tende lo assorbono. Diventano caldi. Alla fine raggiungono un equilibrio. Irradiano calore alla stessa velocità con cui lo assorbono. Metà del calore ritorna fuori dalla finestra. L’altra metà si intrufola nella stanza.
Quindi, un singolo strato blocca il 50% dell’energia solare. Abbastanza semplice.
Ora aggiungi un secondo strato. Metti le tende a rullo sul vetro e appendi le tende sopra. Ora hai due distinti livelli di protezione. Quanta energia solare entra effettivamente nella stanza questa volta?
Stiamo ignorando il vetro, il colore del materiale e la forma della stanza. Assumere materiali omogenei ed equilibrio termico.
Qual è il numero?
33 per cento.
Questa è la risposta.
Scomporre i calcoli
Diamo un’occhiata al motivo per cui il numero scende in modo così drammatico.
Dobbiamo monitorare il flusso di calore una volta che tutto si sarà calmato. La tenda irradia energia sia verso l’interno che verso l’esterno. Chiameremo tale importo h.
Se la tenda irradia h in entrambe le direzioni, emette 2h in totale. Questa energia proviene dal cieco seduto proprio dietro di esso. Quindi, la tenda deve irradiarsi 2h verso la tenda e 2h indietro verso la finestra.
Ma i ciechi non lavorano da soli. Riceve anche quella h che si irradia dalla tenda.
Allora, qual è il totale della radiazione cieca? Si sta irradiando 4h. Due parti vanno verso il sipario. Due parti escono dalla finestra. Ma solo tre di queste parti (3h ) provengono effettivamente dal sole originale. La quarta parte è semplicemente il calore riciclato dalla tenda stessa.
Se il sole fornisce 3h e solo h riesce a penetrare nella stanza, i conti sono semplici.
h diviso per 3h equivale a circa il 33%.
Due strati funzionano meglio di uno. Non 50-50, come potresti aspettarti. 33.
La lezione? Doppi vetri, il trattamento delle finestre funziona. Non è magia. È solo termodinamica.
Grazie ad Alan Williams-Key per aver impostato il puzzle. Tornerò tra due settimane con la prossima sfida.
