שינויים

===יחס נפח -שטח פנים וזרימת חום===

===יחס נפח -שטח פנים וזרימת חום===

אם בוחנים גוף תלת מימדי כמו כדור או גליל הנפח שלו תלוי בחזקה שלישית יחסית לרדיוס שלו (או ביחס לצלעות בתיבה), אבל המעטפת שלו תלויה בחזקה שנייה יחסית לרדיוס שלו. לכן כאשר מסתכלים על כדור גדול יותר, היחס בין הנפח לשטח הפנים שלו גדול יותר. באופן דומה, כאשר מעגל או מצולע גדל, השטח שלו גדל בחזקה שנייה אבל ההיקף שלו גדל בחזקה ראשונה. והיחס בין השטח להיקף גדל עם גודל המעגל. מסיבות אחלה כאשר יש צורך לצמצם את זרימת החום מגוף מסויים אל סביבתו (או להפך), יש יתרון אנרגטי לגודל בגלל הירידה בשטח הפנים היחסי, ככל שהמאסה גדלה.  

אם בוחנים גוף תלת מימדי כמו כדור או גליל הנפח שלו תלוי בחזקה שלישית יחסית לרדיוס שלו (או ביחס לצלעות בתיבה), אבל המעטפת שלו תלויה בחזקה שנייה יחסית לרדיוס שלו. לכן כאשר מסתכלים על כדור גדול יותר, היחס בין הנפח לשטח הפנים שלו גדול יותר. באופן דומה, כאשר מעגל או מצולע גדל, השטח שלו גדל בחזקה שנייה אבל ההיקף שלו גדל בחזקה ראשונה. והיחס בין השטח להיקף גדל עם גודל המעגל. מסיבות אלה כאשר יש צורך לצמצם את זרימת החום מגוף מסויים אל סביבתו (או להפך), יש יתרון אנרגטי לגודל בגלל הירידה בשטח הפנים היחסי, ככל שהמאסה גדלה.  

דוגמה אחת לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף של בעל חיים בעל דם חם לבין כמות המזון היחסית שהוא זקוק לאכול. ככל שייצור חי גדול יותר, עולה היחס בין המסה שלו (התלויה בנפח), לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה\שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה  - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה. במילים אחרות, הוא צריך לאכול מזון (בעל קיבולת אנרגיה מסויימת למשקל) משקל נמוך יותר יחסית למסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקלו. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.  

דוגמה אחת לנושא הזה הוא הקשר בין מאסת גוף של בעל חיים בעל דם חם לבין כמות המזון היחסית שהוא זקוק לאכול. ככל שייצור חי גדול יותר, עולה היחס בין המסה שלו (התלויה בנפח), לשטח פנים שלו. היות ואובדן חום של יצור חי תלוי בשטח הפנים שלו, יצור בעל יחס מאסה\שטח פנים נמוך יותר הוא יעיל יותר מבחינה אנרגטית בהיבט זה  - אם ברצונו לשמור על טמפרטורה אחידה (הנחוצה ליצורים ביולוגים בכלל וליצורים בעלי דם חם בפרט) הוא יכול להסתפק בפחות קלוריות יחסית ליחידת מאסה. במילים אחרות, הוא צריך לאכול מזון (בעל קיבולת אנרגיה מסויימת למשקל) משקל נמוך יותר יחסית למסת גופו. לדוגמה חדף צריך לאכול בכל יום פי אחד וחצי ממשקל גופו, פיל אוכל כמות גדולה של מזון אבל משקל המזון מהווה אחוזים בודדים ממשקלו. זאת היות וחדפים מאבדים חום במהירות אל סביבתם דרך המעטפת שלהם.  

מהפך בסמר ותהליכי יציקה נוספים הם בעלי היבט דומה - בעוד שיש מקור חום אחד שתפקידו לשמור על טמפרטורה יציבה של נוזל (ברזל מותך לדוגמה), איבוד החום לסביבה נובע משטח הפנים של המיכל. לכן חסכוני יותר מבחינה אנרגטית לצקת נפחי מתכת גדולים יותר. בתהליכים אלה יש היבטים נוספים של שיקולי יתרונות לגדול כמו ניהול מלאים, בטיחות, הומוגניות של המתכת המותכת ועוד.  

מהפך בסמר ותהליכי יציקה נוספים הם בעלי היבט דומה - בעוד שיש מקור חום אחד שתפקידו לשמור על טמפרטורה יציבה של נוזל (ברזל מותך לדוגמה), איבוד החום לסביבה נובע משטח הפנים של המיכל. לכן חסכוני יותר מבחינה אנרגטית לצקת נפחי מתכת גדולים יותר. בתהליכים אלה יש היבטים נוספים של שיקולי יתרונות לגדול כמו ניהול מלאים, בטיחות, הומוגניות של המתכת המותכת ועוד.  

יש מקרים הפוכים, בהם רוצים דווקא שטח פנים מקסימלי. לדוגמה כאשר רוצים לקרר חפץ חם בסביבה קרה יחסית (לדוגמה רדיאטור, אוזן של פיל). במקרים אלה בוחרים בעיצוב בעל שטח פנים גדול.  

יש מקרים הפוכים, בהם רוצים דווקא שטח פנים מקסימלי. לדוגמה כאשר רוצים לקרר חפץ חם בסביבה קרה יחסית (לדוגמה רדיאטור, אוזן של פיל). במקרים אלה בוחרים בעיצוב בעל שטח פנים גדול.

===צמצום שטח פנים מול מתקפה===

===צמצום שטח פנים מול מתקפה===