Fizika - hőtan Kérdésem a következő: egy szobában tűz ég egy kályhában. Bedobok egy romlott almát a tűzbe. Emiatt csökken vagy emelkedik a szobában a hőmérséklet?

A szobában folyamatosan vagy emelkedik, vagy csökken a hőmérséklet, attól függően, hogy éppen mennyi lángoló vagy izzó tüzelőanyag van jelen a kályhában. Az, hogy te bedobsz egy darab romlott almát, az ehhez az alapvető változás-sorozathoz képest nem sokban befolyásolja a szoba hőjének változását. De ha feltételezzük, hogy az alma elégésének ideje alatt épp egy csúcsponton áll az arány, akkor is, az alma elég nagy víztartalommal és szerves-anyag tartalommal rendelkezik. Tehát nagyjából a következőképp fog kinézni a hőmérséklet változás:

Amikor kinyitod a kályha ajtaját, akkor a benne égő-izzó tüzelőanyag hirtelen sok levegőt kap, ami fokozottabb oxidációt, vagyis nagyobb hőmennyiséget jelent, igaz, csak rövid időre. Amikor rázárod a kályhaajtót a tűzre, akkor az alma némileg csökkenteni kezdi a benn lévő hőmennyiséget, miközben ő maga hőt kezd elnyelni. Ez egészen addig így lesz, amíg nem kezdenek az alma felületén olyan részek kialakulni, ahonnan már az összes víz elpárolgott, és a megmaradó szerves anyag lassanként izzani nem kezd. Ezek a részek már növelik a benn lévő hőmennyiséget, tehát az almában található vízmennyiség az elpárolgása közben folyamatosan hőt von el a tűztértől, de a párolgás következtében kiszáradó, és ettől izzásba jövő részei az almának már növelik a benn lévő hőmennyiséget. Ez az arány mindaddig negatív lesz hőtermelés szempontjából, míg az alma szerves anyag tartalmának izzása összességében nem fog több hőt termelni, mint amennyit a maradék részből elpárolgó vízmennyiség elvon. Ráadásul mindeddig csökkent mértékű lesz a hőmennyiség termelése a tűztéren belül az alma bedobását megelőzőhöz képest.

Miután a víz legnagyobb része elpárolgott az almából, a maradék szerves anyag is izzásba jön, ami már pozitívvá változtatja a hőtermelés mennyiségét, vagyis ismét emelkedni kezd a termelt hőmennyiség, melegedni fog a szoba. Ez azonban már jóval kevesebb melegedést eredményez, mint amennyi hűlést okozott az alma víztartalmának elpárologtatása (ezért nem igazán jó tüzelőanyag az alma, még akkor sem, ha épp rothadófélben van).

Mindezek mellett erősen függ a dolog a kályha teljesítményétől is. Ha olyan kicsi a tűztér, hogy csak néhány gallyat tudsz belerakni, akkor az alma víztartalma olyan mennyiségű hőt is elvonhat a tűztér belsejéből, hogy a gallyak izzási pont alá hűlnek, így egyszerűen kialszik a tűz, vagyis rohamosan esni kezd a szobában a hőmérséklet. De általában ilyen kicsi kályhákat ritkán alkalmaznak szobák fűtésére, szóval ezt inkább csak mint elméleti opciót említettem meg.