Juba teist aastat on Põhja-Ameerika kirdeosas valitsenud erakordselt külm talv. Jätan põhjused meteoroloogide ja globaalse soojenemise eriteadlaste analüüsida. Käsitlen siinkohal inimesele olulisemat küsimust: kuidas saada sooja, et pakane üle elada. Muidugi oleneb palju sellest, kes sa oled. Vaatlen praegu teisel pool aknaklaasi maisiteri söövaid oravaid. Paksu kasuka tõttu ei näi pakane neid segavat. Mind nad ei karda, teavad ilmselt, keda toidu eest võib tänada.
Polaarpiirkondade elanikud ja loomad on samuti külmaga harjunud. Mina aga tunnen ennast isegi soojas toas ebamugavalt, teades, et teisel pool seina valitseb elukardetav temperatuur.
Vaatleme lähemalt, mis on siis soojus?
“Väike Entsüklopeedia 1938” defineerib seda kui “energia kuju, mis on kehade temperatuuri muutumise põhjuseks”. Kui soovite uuemat definitsiooni, siis “Väike Entsüklopeedia 2002” ütleb, et soojus on “nähtuste kogum, mille aluseks on makroskoopilise süsteemi osakeste (aatomite, molekulide, elektronide) korrapäratu liikumine. Selle intensiivsust iseloomustab süsteemi temperatuur.” Lihtne ja selge, eks?
Meid huvitab peamiselt, kuidas soojus levib, sest sellest oleneb meie elu. Soojus levib kolmel viisil:
a. Juhtivus: otsene kontakt kahe keha vahel. Näiteks vette visatud kuum kivi soojendab vett; kuuma pinna vastu surutud käsi tunneb soojuse kasvu endas jne.
b. Konvektsioon: ainehulkade liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis. Näiteks kuuma ahju või kütteradiaatori poolt soojendatud õhk viib soojuse üle kogu toa laiali.
c. Kiirgus: nähtamatu, pikalaineline elektromagnetiline kiirgus (infrapunane), mille kaudu levib soojus läbi ruumi. Hea näide on Päike, sest sellelt saame me soojust üksnes kiirguse kaudu.
Soojus on energia üks avaldus. Et soojust saada, peab olema energiaallikas. “Allikas” on veidi eksitav sõna, sest energiat luua ega hävitada ei saa, on vaid võimalik ühte liiki energiat teiseks muuta: näiteks vee langemise energiast saab veejõujaamas elektrienergia, hõõrdumisel muutub mehaaniline energia soojuseks jne.
Kuidas siis inimene ennast energia abil soojendab? Juba eelajaloolisel ajal õpiti tulesoojuse kaudu ennast soojendama. Selleks tehti koopas lõke. Hilisemal ajal, kui ehitati eluhooneid, pakkus elanikele soojust ruumikeskne tulease, millest kasvas välja moodne kamin. Primitiivsetel rahvastel on selline lahtine tuli veel tänapäevalgi soojusallikaks.
Vaatleme nüüd soojuse levikut ja alustame kaminaga. Siin on esimene probleem, kuidas tänapäeva ulatuslikku elupaika ühtlaselt soojendada. Raske on ju igas toas lahtise tulega kaminat pidevalt käigus hoida. Meenutagem siinkohal ka kaminakütte põhilist puudust: istud küll tule ees, rind on soe, kuid selg külmetab. Miks? Sest kaminasoojus tuleb peamiselt kiirguse kaudu ja kiirgus ei paindu selja taha. Ütlete nüüd, et “aga kamin ju soojendab õhku, eks?” Vähe küll, sest kamina korsten on peaaegu otsetee õue ja õhutõmme selles kipub ruumist rohkem sooja õhku välja tõmbama, kui kiirgus suudab asendada.
Erandiks on siiski kaminad, mis on ehitatud massiivse kivistruktuurina. Sellisesse kivihunnikusse saab talletada hulk soojusenergiat, mis siis (õhu) konvektsiooni kaudu ruumi laiali kantakse. Kui elasin Massachusettsis, oli mul sarnane kamin. Mu krundil oli rohkelt langenud puid, nii et sain nende tüvedest teha missuguse tule. Võisin seega küttematerjali piiramatult kaminasse ajada. Kui kivimass kord kuumaks läks, soojendas ta maja veel hulk tunde peale siibri sulgemist. Sellise kamina soojendusvõime ületab tavalise ilukamina oma tunduvalt. Kahjuks on ta miinuseks suur küttematerjali vajadus, sest ka minu kamina korsten läks ikkagi sirgelt õue.
Siin meenub õnnis Eesti ahi, mis neljakandilise massiivse kivihunnikuna meie kodusid ilustas, ulatudes vahel nurkapidi mitmesse tuppa. Seda iseloomustas pikk lõõr, mis ahjukeres mitu korda edasi-tagasi lookles, enne kui viimaks korstnani jõudis. Ja nii said koldetule kuumad gaasid sel pikal teel enamuse oma soojusenergiast ahjukividele üle anda. Kaminatel see võime puudub. Eesti ahjude kasutegur oli seetõttu üsna kõrge.
Oleme nüüd jõudnud moodsasse ajastusse, kus küttesüsteemid on ajakohased, nii et pole enam vaja puid ahju toppida ega kivisütt kühveldada. Laialt on levinud maagaasi või õliga töötav keskküte, millel on kas kuuma vett või kuuma auru tarvitavad radiaatorid, või kus soe õhk puhutakse toru kaudu otse tubadesse. Keerad sõrmega termostaati ja ahi hoiab sealt peale temperatuuri soovitud kõrgusel. Pole enam nii, et õhtul kütad toad küll soojaks, kuid hommikuks on temperatuur madalale langenud. Oleme viimaks seisundis, millest meie esivanemad julgesid ainult unistada. Kas pole tore!
Jaa… siis aga leiad kuldsest meest ikkagi surnud kärbse. Meenub, et kogu see muretu eluviis toetub vaid ühele tugipunktile – elekter. Kui orkaan või jäätorm juhtmed alla toob, sureb keskküte ning temperatuur toas läheb oma rada. Inimeseks olemine pole tõepoolest kerge!
Lõpuks nõuanne. Tihendage oma kodus kõik praod uste, akende ja teiste avauste ümber, et külm tuul sealt sisse ei vuhiks. Öeldakse küll, et oh see natuke ei tee midagi! Kui aga ööpäeva jooksul kuupmeetrite viisi külma õhku majja tungib, annab see tunda. Meenub ajaleheteade sõjaaegsest Eestist, kunagi 1943-44. Seal öeldi, et ebaõige kütmise ja soojuse lekete tõttu soojenevat Tallinnas talvel õhk terve kraadi võrra! Kuna linnaelanikke õhutati suvel metsades endile küttepuid lõikama, siis küsis ajaleht sarkastiliselt, et “kas selleks oli kütteaktsioon?” Ma seda “tervet kraadi” garanteerida ei saa, kuid valus tõde peitus artiklis siiski.
Raul Pettai
