parafa.net

RSS

tilo_showroom-74.jpg
tilo_showroom-152.jpg
C_ref1.jpg

Mérnökbázis hírei

Legtöbben olvasták

főmenü

keresés

Parafa és a fizika PDF Nyomtatás E-mail
Olvasóink értékelése: / 1
ElégtelenKitűnő 
Írta: Vajda Blandina   

tervezés, tanácsadás: Ezt a címet a spamrobotok ellen védjük. Engedélyezze a Javascript használatát, hogy megtekinthesse. és/vagy +36309663268

Bár a parafa parketta világszerte egyre népszerűbb burkolóanyag, bár az egyik legtökéletesebb hő-, hang és rezgésszigetelő, sokan még mindig nem ismerik kellően a parafát kiváló tulajdonságait.

A parafa nemcsak szigetelésként, hanem akár a falra, akár a padlóra is megállja a helyét.

Gyártása évszázados tapasztalatokon alapul, több százezer négyzetméter került már forgalomba.

Aki a szakszerű beépítés után kipróbálta, örökké ragaszkodni fog ehhez az anyaghoz. Már csak azért is, mert a különlegessége mellett az ára is vonzó, hiszen az egyszerűbb mintával készített lapok árfekvése nem haladja meg a kicsit is igényes laminált lapokét, de az izgalmasabb, érdekesebb mintázatúak sem drágábbak egy középkategóriájú parkettánál. (Ez parafa készparketták esetén bruttó 6900-13000 forintot jelent). A szigetelés tervezésekor pedig egy komoly tényezőt is figyelembe kell venni: sokan a hőszigetelés alkalmazásakor csupán a hőátbocsátási vagy a hőellenállási tényezőt veszik számításba. Egyről azonban megfeledkeznek. Az anyagok rendelkeznek egy úgynevezett hőtartási tulajdonsággal. A könnyűszerkezetek nagy hátránya, hogy az alacsony hőtartás miatt egy egyszerű szellőztetés során kihűl a lakás. A vályogházaknál ez nem fordul elő, mivel a vastag vályogfalak sokáig megtartják a környezet felvett hőmérsékletét. A parafa burkolatokkal is ugyanez történik. Nyáron lassabban melegszik fel a szobánk, télen pedig nehezebben hűl ki. Aki még mindig kételkedik, olvassa el az alábbi, igen érdekes, tudományos cikket:

FIZIKA

http://www.parafa.paramax.hu/fizika.html  

EGY KÜLÖNLEGES ANYAG: A PARAFA

Okkal kérdezhetné valaki, vajon mit keres ez a téma a fizikával foglalkozó rovatban. Ha megismerjük a parafa szerkezetét és tulajdonságait, ki-ki maga válaszolhat a kérdésre. (Lásd az 583. oldalon A parafa világa című írásunkat.
A szerk.) Érdemes körülnézni egy parafa szakboltban. Láthatjuk, parafából használati tárgyak és dísztárgyak, padló- és falburkoló anyagok, törékeny áruk és érzékeny műszerek csomagolására alkalmas kisebb-nagyobb dobozok stb. készülnek. Horgászúszót, cipőtalpat már időszámításunk előtt is készítettek parafából.   A parafát egy XVII. századi bencés rendi apát használta elsőként palackok lezárására. A parafa legnagyobb fogyasztója manapság is a borászat, a márkás borok, pezsgok palackjainak lezárására máig sem találtak ennél alkalmasabb anyagot. Kellően rugalmas, ezért tökéletesen lezárja a palackot, nagy a kémiai ellenálló képessége, ezért nem szennyezi a pezsgőt vagy a bort.
A parafa iparszerű feldolgozását a múlt század végén (1892) alapozták meg. Az eljárás abból állt, hogy a különböző méretű darabokat tartalmazó parafareszeléket nagy nyomáson összeragasztották. A ragasztóanyagot
ez egy telítetlen zsírsav, a szuberin maga a parafa szolgáltatta.
A parafa könnyű, rugalmas, jó hang- és hoszigetelő, kémiailag ellenálló anyag. A víz nem járja át, jól tartja a nedvességet. Mechanikai terhelésre rugalmas alakváltozással
válaszol, s az ennek során befektetett energia egy része elnyelődik. Ha parafa burkolatú padlón lépdelünk, nem csúszunk meg, sot, minél nehezebbek vagyunk, annál biztonságosabbá válik rajta a járásunk... E sok kedvező tulajdonság a parafa sajátos szerkezetéből következik.
 Sajátos szerkezet Robert Hooke 1665-ben, miközben a mikroszkópját tökéletesítette, sokféle anyagot megvizsgált. Az elsők között volt a parafa. Amit látott, azt lerajzolta (1. ábra). 

A parafa az egyik metszetében többnyire hatszöges tartományokat, míg a rá meroleges metszetben négyszöges elrendezést mutatott, akárcsak egy téglafal. Hooke a látottak alapján következtetett a növények felépítésére, s térbeli szerkezeti egységeiket cellulának (sejtnek) nevezte el.
A parafa szerkezetének Robert Hooke által megrajzolt képéhez a tudomány szinte semmit sem tett hozzá, egészen az elektronmikroszkóp felfedezéséig. A pásztázó elektronmikroszkóppal lehetové vált a parafa celláinak pontos mennyiségi leírá-sa. Meghatározták a cellák méretét, alakját, falaik vastagságát és a fakéregben való elhelyezkedésüket (2. ábra).

 

A parafa hatszög alapú, prizma alakú cellái pontosan olyanok, mint amilyennek Hooke is látta. Hooke az optikai mikroszkópjában azonban nem láthatta, hogy a cella téglalap alakú falai hullámosak, márpedig ez meghatározó a parafa rugalmasságában (3. ábra).


A hatszöges cella méreteibol kiszámíthatjuk a parafa relatív suruségét: a cellafal anyagának sűrűsége f=1150 kg/m3, l a hatszög élhossza, h a prizma magassága, t pedig a falvastagság.
 

Jól szigetel
A parafa jó hőszigetelő anyag. De vajon miért? A válasz nem egyszerű. A cellás szerkezetu anyagok hoátadásáról máig sem derítettek ki mindent. Azt azonban tudjuk, hogy hocsere általában hővezetéssel, hoáramlással és hősugárzással történhet. Vizsgáljuk meg, hogyan befolyásolja a hőcserét a cellás anyagokban a cellák mérete!
(4. ábra).

A hőátadás hővezetéssel a cella falát alkotó anyagban megy végbe. Ez a hőátadási mód a nagy relatív sűrűségű, illetőleg (adott relatív sűrűség esetén) apró cellás anyagokban válik dominánssá. A hőáramlásos (konvekciós) hőátadás akkor meghatározó, ha a cellák térfogata elegendően nagy ahhoz, hogy a levegő szabadon cirkulálhasson bennük. Megfigyelték, hogy e hőátadási formának az 1 milliméternél kisebb átlagos átmérőju cellákat tartalmazó anyagokban gyakorlatilag semmiféle szerepe sincs. Cellás anyagokban a hősugárzásos hőcsere többlépéses folyamat. A hőt a cella fala a cella belsejébe sugározza. Ezt a hőt a szemközti fal elnyeli, majd ismét kisugározza, és így tovább. Csak így, több lépésben juthat a hő a cella egyik oldaláról a másikra. Minél többször ismétlodik az elnyelés és a kibocsátás, annál több ho vész el útközben. Az apró cellás anyagokban a hősugárzásos hoátadás rossz hatásfokú.
Ezek után könnyen megállapíthatjuk: a parafa rossz hővezető képességű, vagy másképpen jó hőszigetelő tulajdonságú anyag, s ez a jellemzően kicsi celláiból következik.

Nem csúszik

A frissen felmosott kövön óvatosan kell közlekedni, mert könnyen elcsúszhatunk. A gépek forgó alkatrészeit zsírozással, olajozással kíméljük. Télen a jeges járdát hamuval, homokkal szórjuk fel, ezzel tesszük biztonságosabbá a járást... A különböző testek közötti súrlódás az érintkező felületek érdességétől, azok molekuláris szerkezetétől függ, s általában független az érintkező, mozgó testek tömegétől, valamint felületük nagyságától. A parafa esetében más a helyzet, errol egy egyszerű kísérlettel magunk is meggyőződhetünk.
A középiskolában tanultunk néhány módszert a csúszási és a tapadási súrlódási együttható mérésére. Elevenítsük fel a tudásunkat, s mérjük meg valamilyen érdes felületű test (például téglatest) és a parafa között a súrlódási együtthatót! Változtassunk a test tömegén, s ismételjük meg a mérést! Ezután szappanozzuk be a parafa felületét, s végezzük el újra a mérést! Végül ábrázoljuk a súrlódási együtthatót a mozgó tömegek függvényében! Ha jól végeztük el a kísérletet, a szappannal síkossá tett felületen nem csökkent számottevően a súrlódás, s a súrlódási együttható a terhelés növelésével nőtt (5. ábra).
 

Nyílt cella, zárt cella

A cellás szerkezetű anyagok sok érdekes tulajdonsággal rendelkeznek, s ezeket sajátos szerkezetüknek köszönhetik. Közös tulajdonságuk, hogy könnyűek, s kicsi a sűrűségük. Némelyekben öszszefüggő üregek vannak (ezek a nyílt cellás anyagok), másokban viszont zárt, át nem járható, apró üregek találhatók (zárt cellás anyagok). A korallok nyílt cellás anyagok, a parafa, a tojáshab zárt cellás. A mindennapi kenyerünkben milliméteres méretűek a cellák, a parafa ennek még az ezredrészénél is kisebb, mikrométeres méretű cellákból épül fel. A cellákban lehet folyadék (például élő sejt), de lehet gáz is (például a fakéreg elhalt sejtjeiben). Mi lehet ennek az oka?

A parafa nemrugalmas deformálódásával kapcsolatos energiaveszteség (6. ábra). 

Ha rálépünk a parafára, celláik összenyomódnak. Ha lábunk felemelésekor a deformáció megszűnne (ha a parafa visszanyerné eredeti alakját), nem észlelnénk semmiféle furcsaságot. De nem ez a helyzet, ha továbblépünk, a parafa felülete nem újul meg, s a befektetett munka egy része elvész a talaj felszíne alatti régiókban: a cellák hullámos falaiban. Ez vezet a meglepő eredményre, a terheléssel növekvő súrlódási együtthatóra. Parafán járni egy kicsit olyan, mint homokban biciklizni.
Dr. Rajkovits Zsuzsanna
(ELTE, általános fizika tanszék)

tervezés, tanácsadás: Ezt a címet a spamrobotok ellen védjük. Engedélyezze a Javascript használatát, hogy megtekinthesse. és/vagy +36/309663268

Módosítás dátuma: 2016. augusztus 05. péntek, 08:10