О тайнах улья. Теплообмен

Вначале поговорим о клубе. В улье живут пчёлы. Клуб не живое существо, а всего лишь форма, которую приобретает пчелиная семья,

О тайнах улья. Теплообмен

Статья

Разное

Другие статьи по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

 

О тайнах улья. Теплообмен

 

Тайны бывают разные. Некоторые тайны придумывают сами же пчеловоды. Тайны от невежества. Познание тайн побуждают людей делать открытия. Об одной из таких тайн мы и поговорим. О тайне теплообмена в улье.

На ниве познания этой тайны, трудится много людей. И каждый из них по-своему её открывает, при этом, забывая или не зная, что они давным-давно открыты, и получили статус законов. И пока не будут эти знания опровергнуты другими законами, мы обязаны их придерживаться. Позвольте и мне высказаться на означенную тему. Так как в пчеловодной литературе на эту тему много наверчено, то следует немного прокомментировать это.

Остановлюсь на одной, совсем свежей статье в газете «ПВ» №9-06. О тайнах улья (дупла). Автор Михайлицин И.М. Есть, правда, ещё его одна статья в газете «ПР» №8-06, где «впервые в истории пчеловодства опубликована статья, где автор объективно, научно описал процессы, происходящие в улье с семьёй зимующих пчёл. Все существующие ранее объяснения поведения воздуха в семье пчёл зимой либо интуитивны, либо ненаучны». Было бы несправедливо, не обращать внимания на публикацию в «ПВ» №10-06, где широко рекламируются книги автора и уже появились апостолы учения.

Автор, утрируя физические законы мироздания, вносит свои понятия и определения. Не знаю, какими знаниями должен обладать учитель физики в сельской школе, но для специалистов такие рассуждения недопустимы. Те гипотезы, которые за аксиому признаёт господин учитель, по-деревенски называют «наводить тень на плетень».

Автор утверждает, что многие спорят, что же происходит в улье. Действительно, в пчеловодной литературе есть множество противоречивых сведений. Товарищ Михайлицин ещё больше затуманил эту «тайну». Все постулаты автора я возьму в рамки, ибо каждая мысль автора, это открытие физического «закона» и шедевр словоблудия.

 

Одни утверждают, что там диффузия, другие делают упор на теплоизлучении, третьи, что клуб пчёл «дышит», изменяя свой объём. За счёт этого он поэтапно втягивает воздух через леток, а потом выталкивает…Четвёртые для объяснения процессов начинают применять физические формулы…. Не зная сути процессов, одни упрямо предлагают устраивать вентиляцию через верх, другие через низ, третьи проводят исследования о роли верхних летков и как это сказывается на продуктивности семей летом. Спор будет продолжаться бесконечно, пока научно не объясним, что же происходит в улье на самом деле. Главное установить, как осуществляется влагообмен, так как изменяя сырость в улье - главный враг для зимующих пчёл.

 

Начнём с последнего.

В улье нет и быть не может никакого влагообмена.

Влагообмен, это когда промочишь ноги, а на лбу вышибает пот. Употребление термина влагообмен допустимо для характеристики гигроскопических материалов. Например, влагообмен древесины с атмосферой. Есть влагопоступления и влагоудаление.

Есть, правда, и закон о круговороте воды в природе. Но это другая тема.

 

А что касается остальных гипотез автора, то давайте, отделим «мух от котлет».

 

В пчелином клубе изменение местоположения каждой пчелы в пространстве дупла суммарно не даёт прибавки или уменьшения объёма, занимаемого им в нём, так как пчёлы не связаны друг с другом непроницаемой для воздуха резиновой плёнкой.

 

 

В улье не пчёлы втягивают воздух в объём своего клуба при его увеличении и не выталкивают при уменьшении…. На самом деле, они только приспосабливаются к естественно поднимающемуся воздуху от летка, проходящему через клуб и движущегося вокруг него к потолку и опускающемуся вдоль стенок дупла (улья) вниз, к летку….

 

 

Клуб пчёл, поселяясь в улье, еще не дыша, как горячий шар, своим присутствием образует их, и только потом(!) начинает приспосабливаться к ним. То есть сначала возникают конвекционные потоки, а потом клуб пчёл начинает изменять свой объём, регулируя прохождение через клуб холодного воздуха и, одновременно, удовлетворяя свои потребности в кислороде и выбросе водяных паров и углекислого газа. Делать вдох не надо: тёплый воздух ушёл, а на его место снизу подходит холодный. Тогда надо сжаться, чтобы сильно не охладиться. Расширением и сжатием объёма своего клуба пчёлы регулируют, как водопроводным краном, количество воздуха, проходящего через него.

 

Первичен естественный конвекционный поток воздуха, в том числе и через клуб пчёл. Вторично изменение объёма клуба, его расширение как вынужденная реакция клуба на движение воздуха сквозь него.

 

Вначале поговорим о клубе. В улье живут пчёлы. Клуб не живое существо, а всего лишь форма, которую приобретает пчелиная семья, защищаясь от холода. И никуда этот клуб не поселяется. Гипотеза о том, что холодный воздух проходит через клуб противоречит Второму началу термодинамики. Первично то, что даёт тепло. А в улье тепло всегда генерируют пчёлы. Количество этого тепла, температура внутри клуба и корки не постоянна. Она зависит от внешних факторов. Согласно последним тепловизионным исследованиям наивысшая температура ядра клуба смещена вниз. (В. Тобоев). А сам клуб, скорее напоминает по форме грушу, нежели шар. Холодный воздух никогда не проходит через тёплый клуб. Холодный воздух, поступающий в замкнутый объём с более высокой температурой всегда стратифицировано растекается внизу. Формирование клуба, это естественная реакция пчёл на понижение температуры. Клуб всегда воздухопроницаем, как клубок овечьей шерсти, но это не значит, что через него могут свободно проникать конвекционные токи. Изменения плотности клуба характеризуется правилом Аллена (1877). Дословно правило звучит так:

«У теплокровных животных (то есть животных, которые выделяют тепло в процессе обмена веществ), живущих в холодном климате, конечности меньше, чем у таких же животных, обитающих в более теплом климате».

Большинство закономерностей, наблюдаемых в мире растений и животных, прямо следуют из теории эволюции, и правило Аллена не исключение. Теплокровные животные, как и насекомые, имеют внутренний механизм, поддерживающий температуру тела на постоянном уровне. По сути, эти животные преобразуют энергию пищи в тепло для поддержания постоянной температуры своего тела.

Тепло переносится из внутренних органов теплокровных животных к более прохладной поверхности тела, откуда рассеивается в окружающую среду. Это потерянное тепло животному нужно снова выработать в процессе обмена веществ (метаболизма), а значит, в его же интересах, чтобы потери тепла были минимальными. Поэтому полярные животные имеют толстый слой меха или подкожного жира для теплоизоляции и уменьшения выноса тепла на поверхность.

Это замечание справедливо и для пчёл. У северных пчёл больший хитиновый слой, и больше они делают жировых запасов в зиму.

Ясно, что чем меньше площадь поверхности, соприкасающейся с внешней средой, тем меньше тепла будет улетучиваться при данной температуре окружающей среды.

Правило Аллена иллюстрирует известные законы физики. Вырабатываемое внутри теплокровных животных тепло переходит в окружающую среду (см. Теплообмен), где температура ниже (см. Второе начало термодинамики; Закон СтефанаБольцмана), а оттуда оно улетучивается путем излучения или конвекции. Количество вырабатываемого тепла зависит от объема животного, а количество тепла, уходящего в окружающую среду, зависит от площади поверхности животного. Поэтому чем компактнее животное или, выражаясь научно, чем меньше отношение поверхности к объему, тем меньше будут потери тепла и тем больше тепла сохранится. Так что адаптивная ценность низкого отношения поверхности к объему в северном климате очевидна.

Правило Аллена справедливо и для пчёл. Но так как пчёлы насекомые семейные, то и сопротивляются они холоду сообща. Если даже грубо сопоставить отношение площади отдельно взятой пчелы к её объему и сравнить с таким же отношением в клубе пчёл, то мы увидим, что это соотношение для клуба будет в тысячи раз меньше. Так что адаптивная ценность низкого отношения поверхности к объему очевидна. Причём плотность клуба постоянно меняется в период зимовки. Так как рамки являются своеобразными шорами для клуба, то его перемещение ограничено только в двух плоскостях «вниз-вверх» и, соответственно при холодном заносе «вглубь-наружу» от летка, а при тёплом заносе «между боковыми стенками улья». Соответственно, происходят конвекционный теплообмен между воздухом в улье и поверхностью клуба. Циркуляция воздуха происходит преимущественно в двух плоскостях. Никакой модели шара нет и близко.

 

Утрировано представлять конвекционные токи в виде, какого то сгустка, который можно пропускать через кран. Конвекционные токи имеют сложную турбулентную картину. Они распределяются и вверх, и вниз, и вбок. Не следует забывать, что в улье имеются ещё и соты, и мёд и стенки. Кондуктивный, конвективный и лучистый теплообмены происходит непрерывно. А в случаях, когда в улье один леток, который расположен ниже клуба, может возникнуть и стратификация (тёплый слой с одинаковой температурой). В таком случае будет увеличиваться диффузия, и замедляться конвекция.

 

А теперь вспомним о теплообмене (19 век).

Второе начало термодинамики (1850 год) гласит, что теплота всегда передается от более горячего тела к более холодному, о механизме теплопередачи там не говорится ни

Похожие работы

1 2 >