Vyzkoušejte si

Následující dvě aktivity se jmenují Topíme dřevem a Popel - formou úkolů při nich zjistíte spoustu užitečných informací o tom, jak se dá dřevo využít a zda je pro nás výhodnější než fosilní paliva.
Úkoly jsou přeloženy z norských webových stránek a upraveny pro české prostředí. Můžete je využít ve školních hodinách či se do nich pustit sami!

TOPÍME DŘEVEM

Dřevem se topilo celá staletí a jako zdroj tepla se dřevo využívá i dnes. Proti uhlí nebo zemnímu plynu má jednu velkou výhodu – dřevo je obnovitelná surovina. V Norsku topí dřevem zhruba třetina domácností.

Pro jaké dřevo se rozhodnout, když máme na výběr? Jednotlivé druhy dřeva se liší výhřevností – spálením stejného objemu různých druhů dřeva získáme různé množství energie. Větší výhřevnost má dřevo s vyšší hustotou. Výhřevnost se měří v kWh/pm nebo MJ/pm, představuje množství energie získané spálením 1 m³ plné dřevní hmoty, tzv. pevného metru. Výhřevnost z 1 kg je u všech druhů dřeva zhruba stejná, rozdíl je pouze v objemu (množství) spalovaného dřeva.

Úkol: Seřaďte pět druhů dřeva podle výhřevnosti od nejnižší po nejvyšší hodnotu. Svůj odhad si ověřte výpočtem – určete hustotu různých druhů dřeva.

Pomůcky: vyschlé špalky dřeva z pěti různých stromů, metr, váhy, kalkulačka

Postup:

Pozorně si prohlédněte špalky dřeva, které máte před sebou. Z jakých druhů stromů jsou?
Pokuste se seřadit špalky dřeva podle výhřevnosti od nejnižší po nejvyšší hodnotu. Existuje souvislost mezi hustotou dřeva a jeho výhřevností. Čím větší je hustota dřeva, tím vyšší je výhřevnost při stejném objemu dřeva. Tvrdé druhy dřeva, které se obvykle na průřezu vyznačují hustými letorosty, mají větší výhřevnost než měkké druhy dřeva, které mají letorosty dále od sebe.
Zvažte špalky dřeva a určete jejich objem. Spočítejte hustotu jednotlivých druhů dřeva. Odpovídají výsledky vašemu odhadu výhřevnosti? Výsledky zapište do tabulky:

Druh dřeva	Hmotnost špalku [kg]	Výška špalku [m]	Průměr špalku [m]	Objem špalku[m³]	Hustota dřeva [kg/m³]

Nápověda:
Objem špalku určíme jako objem válce V [m³] – změřením výšky v [m] a průměru d [m]:
V = 3,14 . (d / 2) ² . v

Hustota [kg/m³] = hmotnost [kg] / objem [m³] ϱ = m / V

Něco navíc:
Výhřevnost není dána pouze hustotou neboli objemovou hmotností dřeva, záleží i na vlhkosti dřeva. Dřevní hmota při přirozeném provětrávání pod střechou sníží svůj obsah vody na 20 % za jeden rok. Čerstvě vytěžené dřevo má vlhkost kolem 50 %. Obsah vody snižuje výhřevnost dřeva:

Palivo – poleno měkkého dřeva:

Obsah vody [%]	Výhřevnost [MJ/kg]
0	18,56
10	16,40
20	14,28
30	12,18
40	10,10
50	8,1

Správnost svých výsledků si můžete ověřit v následující tabulce (zdroj: www.tzb-info.cz):

Druh paliva	Objemová hmotnost sušiny	Objemová hmotnost při vlhkosti 25 %	Výhřevnost při vlhkosti 25 %
	[kg/m3]	[kg/pm]	[MJ/kg]	[MJ/pm]
Smrk	430	575	13,1	7350
Jedle	430	575	14,0	8040
Borovice	510	680	13,6	9250
Modřín	545	725	13,4	9720
Topol	400	530	12,3	6540
Olše	480	640	12,9	8260
Vrba	500	665	12,8	8490
Bříza	585	780	13,5	10550
Jasan	650	865	12,7	11010
Buk	650	865	12,5	10830
Dub	630	840	13,2	11050
Habr	680	905	12,1	10970
Akát	700	930	12,7	11850

POPEL

Popel z čistého dřeva obsahuje veškeré živiny (kromě dusíku), které se ve stromě uložily, když rostl. Je to tedy cenné hnojivo, které by mělo přijít zpět do půdy.

Úkoly:

1. Porovnejte popel ze dřeva a popel, který vnikne spálením křídového papíru.
2. Vyrobte si hnojivo z popela.
3. Zjistěte o popelu co nejvíce informací.

Pomůcky:
suchý popel ze dřeva bez příměsí, plechový kbelík, silnější igelit (cca 1 × 1 m), voda, kousek suchého dřeva, křídový papír

Postup:

Úkol 1: porovnání dvou popelů

Nejdřív spalte arch křídového papíru – jak vypadá popel, který po něm zbyl?
Spalte kousek dřeva – srovnejte vlastnosti popela s popelem z křídového papíru.

popel ze dřeva:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

popel z křídového papíru:

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Vlastnosti popela

Spálením křídového papíru vzniká hodně popela a ten navíc obsahuje těžké kovy. V popelu z dřevotřísky, materiálů napuštěných chemickými látkami, novin, křídového papíru nebo fosilních paliv zůstávají chemické nečistoty.

Popel ze dřeva je čistý a můžeme ho použít jako hnojivo. Popel ze dřeva bez příměsí má překvapivé účinky na vegetaci. Pokud se jím hnojí v nezpracované podobě, výrazně zvyšuje pH půdy. Když popel necháme ztvrdnout a poté ho rozdrtíme, získáme vynikající hnojivo s vysokým obsahem vápníku. Popel se pak rozkládá pomaleji a dodává rostlinám živiny, jak rychle potřebují.

Úkol 2: výroba hnojiva – úprava popela

Nasypte popel ze dřeva bez příměsí do plechového kbelíku nebo podobné nádoby. Pomalu přidávejte vodu, až získáte pevnou hmotu. Tu nechte usušit na silnější igelitové fólii. Přitom popel ztvrdne – proběhne totiž chemická reakce podobná tvrdnutí betonu. Když popel uschne, můžete ho rozdrtit a hnojit s ním. K uschnutí bývá potřeba jeden až dva dny při pokojové teplotě. Venku v zimě to trvá asi týden.

Úkol 3: Co ještě můžete o popelu zjistit ?

1. Asi třetina Norů topí dřevem. Ve třídě můžete zmapovat, jak je to u vás doma. Co se děje s popelem z domácností?

2. Máte ve svém okolí podnik, který využívá energii z biopaliv? Jak tam zpracovávají popel, který při tom produkují?

3. Kolik stojí vyvážení popela na skládku? Je to popel bez příměsí? Sepište pravidla pro nakládání s popelem!

4. Namalujte koloběh popela:

5. Diskutujte o pojmech jako obnovitelné zdroje a udržitelná energie. Můžeme považovat využívání bioenergie skutečně za udržitelné, když popel končí v popelnici nebo na skládce? Lze za udržitelné považovat používání fosilních paliv?