Värma upp ett torn?

Ja absolut, däremot så är effektiviteten hos uppvärmning av bostäder och allmänna utrymmen mestadels ett designproblem snarare än ett grundfysiksproblem så inom fysikundervisningen ges man främst några grundläggande begrepp; effekt, värmekapacitet, värmeledningsförmåga, tumregler osv,  för att förstå vilka faktorer som spelar roll vid uppvärmning snarare än vad som är tekniskt goda lösningar.

För att förstå uppvärmning i historiska miljöer så är det kanske mer exalterande att betrakta gamla och nya uppvärmningslösningar och spekulera i fördelar och nackdelar. En eldstad räcker ju empiriskt ganska långt men uppenbarligen så är en kamin ett bättre val i moderna stugor men vad är skälet till det? Ett stengolv kommer dock vara iskallt oavsett vad man gör så man lär få slänga en tjock matta över golvet eller göra något exotiskt och leda varmluftsrör genom gollvet som rommarna tydligen gjorde. Finns gott om inspiration att hämta. 

Hur väl isolerad en miljö är kommer dock att påverka hur snabbt miljön tappar värme till omgivningen och beror av tre fakorer; total exponerad ytarea (hur stort huset är), hur tjocka väggarna är, och vad väggarnas värmeledningsförmåga är. Värmedlningsförmåga $\lambda$ för ett material är lite invecklat begrepp och är inte obigatoriskt att undervisa men ger oss ett intressant tillfälle att konstatera sten såsom granit är ett dåligt isoleringsmedel. Vad den här kvoten av värmeledningsförmågorna för två ämnen

$\frac{\lambda_{\text{granit}}}{\lambda_{\text{glasfiberisolering}}} = \frac{2 \text{W/mK}}{0.04\text{W/mK}} = 50$

ger ett mått på är hur mycket tjockare en granitvägg måste vara än en glasfibervägg för att få samma isolerande effekt. 50ggr så tjock... Så ett sagotorn utan en ett extra isolerande lager någonstans i väggen riskerar läcka värme ganska snabbt. 

Sen har vi faktorn såsom att varm luft lägger sig ovanpå kallare luft så i ett väldigt högt torn kan vi föräntas oss en gradienteffekt med högre temperaturer i toppen av tornet om luft kan flöda vertikalt. Vad man man göra åt det eller är det något vi vill omfamna?

Några spontana tankar. Har du hittat något om vad man hade för värmelösningar i miljöer som liknat de du tänkt på?

SeriousCephalopod skrev:

Ja absolut, däremot så är effektiviteten hos uppvärmning av bostäder och allmänna utrymmen mestadels ett designproblem snarare än ett grundfysiksproblem så inom fysikundervisningen ges man främst några grundläggande begrepp; effekt, värmekapacitet, värmeledningsförmåga, tumregler osv,  för att förstå vilka faktorer som spelar roll vid uppvärmning snarare än vad som är tekniskt goda lösningar.

För att förstå uppvärmning i historiska miljöer så är det kanske mer exalterande att betrakta gamla och nya uppvärmningslösningar och spekulera i fördelar och nackdelar. En eldstad räcker ju empiriskt ganska långt men uppenbarligen så är en kamin ett bättre val i moderna stugor men vad är skälet till det? Ett stengolv kommer dock vara iskallt oavsett vad man gör så man lär få slänga en tjock matta över golvet eller göra något exotiskt och leda varmluftsrör genom gollvet som rommarna tydligen gjorde. Finns gott om inspiration att hämta. 

Hur väl isolerad en miljö är kommer dock att påverka hur snabbt miljön tappar värme till omgivningen och beror av tre fakorer; total exponerad ytarea (hur stort huset är), hur tjocka väggarna är, och vad väggarnas värmeledningsförmåga är. Värmedlningsförmåga $\lambda$ för ett material är lite invecklat begrepp och är inte obigatoriskt att undervisa men ger oss ett intressant tillfälle att konstatera sten såsom granit är ett dåligt isoleringsmedel. Vad den här kvoten av värmeledningsförmågorna för två ämnen

$$\frac{\lambda_{\text{granit}}{\lambda_{\text{glasfiberisolering}}} = \frac{2 \text{W/mK}}{0.04\text{W/mK}} = 50$$

ger ett mått på är hur mycket tjockare en granitvägg måste vara än en glasfibervägg för att få samma isolerande effekt. 50ggr så tjock... Så ett sagotorn utan en ett extra isolerande lager någonstans i väggen riskerar läcka värme ganska snabbt. 

Sen har vi faktorn såsom att varm luft lägger sig ovanpå kallare luft så i ett väldigt högt torn kan vi föräntas oss en gradienteffekt med högre temperaturer i toppen av tornet om luft kan flöda vertikalt. Vad man man göra åt det eller är det något vi vill omfamna?

Några spontana tankar. Har du hittat något om vad man hade för värmelösningar i miljöer som liknat de du tänkt på?

 väldigt intressant, specielt det med golvet. Alltså jag har inget emot att man gömmer isolering i väggarna eller liknande sålänge det ej är synligt och hur stort ”lufthål” får det vara vertikalt för att värmen ska föras uppåt. Kyla ner känns lättare än att värma upp faktist. 

En sak till, du vet om man har en helt vanlig spiraltrappa som är ca 30 meter hög i något starkt material. Och man sedan har en cirkulär platta under trappan som får trappan att snurra runt. Skulle man då föras uppåt bara av att den snurrar runt i samma riktning eller krävs något ytterligare? Om man har som ett litet maskinrum eller liknande under golvet där även strömmen också ska kunna styras. Men jag vill ha som en källare där nere också så hoppas man kan få en ca (vad nu en 30 meter hög spiraltrappa i någon typ av metall väger) att snurra utan att kräva en allt för stor motor. Det kanske går på något annat sätt också? om man bor vid ett vattenfall.

du verkar vara kunnig om detta, när jag börjar studera datorgrafik senare så ska du få se ritningar om du vill :p (Det lär nog ta lite tid:/ börjar min utbildning 2019 höst)

Då kan jag yttra mig väldigt exakt som jag tänkt i huvudet. 

Tack ;)

Jag är inte helt hundra på spiraltrappedesignen men det låter inte som att den skulle göra något. Om den ska fungera som en rulltrappa så måste ju trappstegen röra sig uppåt men om det inte samtidigt finns någon rörelse som återför trappstegen till botten så kan ju rörelsen inte fungera. Man skulle förståss kunna göra en slags variant av en arkimedesskruv och fungera likt hur en skruv borrar sig ner i träd när man vrider den men istället för att skruven rör sig ner i träett så rör sig träet upp längsmed skruven likt detta men en sådan design lär nog vara ganska energineffektiv med all internfriktion.

Apropå spiraltrappans vikt så är det ju bara att göra en grovuppskattning av dess volym säg som en metallcylinder med diameter 40cm och multiplicera det med en metalls densitet för att få totalvikten.

SeriousCephalopod skrev:

Jag är inte helt hundra på spiraltrappedesignen men det låter inte som att den skulle göra något. Om den ska fungera som en rulltrappa så måste ju trappstegen röra sig uppåt men om det inte samtidigt finns någon rörelse som återför trappstegen till botten så kan ju rörelsen inte fungera. Man skulle förståss kunna göra en slags variant av en arkimedesskruv och fungera likt hur en skruv borrar sig ner i träd när man vrider den men istället för att skruven rör sig ner i träett så rör sig träet upp längsmed skruven likt detta men en sådan design lär nog vara ganska energineffektiv med all internfriktion.

Apropå spiraltrappans vikt så är det ju bara att göra en grovuppskattning av dess volym säg som en metallcylinder med diameter 40cm och multiplicera det med en metalls densitet för att få totalvikten.

 Ja, precis som en borr/skruv tänkte jag.