Mata grzewcza czy żarówka: co pod, co nad i dlaczego to nie jest wymienne

Kiedy kupowałem pierwsze wyposażenie, sprzedawca zapytał: „mata czy żarówka?", jakby to był wybór między dwoma kolorami tego samego swetra. Wziąłem matę, bo była tańsza.

To nie jest wybór między dwoma kolorami. To jest wybór między trzema różnymi sposobami przenoszenia energii, z których każdy dociera do zwierzęcia inną drogą i robi coś innego z powietrzem, podłożem i wykresem temperatur.

Trzy drogi ciepła

Fizyka zna trzy mechanizmy wymiany ciepła i w terrarium działają wszystkie trzy, tylko w różnych proporcjach.

Przewodzenie to przekazywanie energii przez kontakt. Mata grzewcza podgrzewa szybę, szyba podgrzewa podłoże, podłoże podgrzewa brzuch zwierzęcia, które na nim leży. Energia idzie z warstwy do warstwy i po drodze słabnie.

Konwekcja to unoszenie ciepła przez ruch powietrza. Ciepłe powietrze idzie do góry, chłodne opada, robi się cyrkulacja. Tak grzeje promiennik ceramiczny: nagrzewa powietrze, powietrze rozprowadza ciepło po terrarium.

Promieniowanie to fale elektromagnetyczne w podczerwieni. Nie potrzebują pośrednika. Lampa świeci, a promieniowanie leci prosto na to, co jest pod nią, i tam zamienia się w ciepło. Powietrze pomiędzy nagrzewa się przy okazji, ale tylko trochę, bo dla podczerwieni jest w dużej mierze przezroczyste.

To ostatnie jest kluczowe, więc powiem jaśniej: żarówka nagrzewa kamień, na który świeci, a nie powietrze między sobą a kamieniem. Dlatego pomiar temperatury powietrza pod lampą potrafi pokazać 27 °C, podczas gdy kamień, który leży w strumieniu, ma 42 °C.

Zasięg maty kończy się szybciej, niż myślisz

Zmierzyłem to, bo nie wierzyłem. Mata 20 W pod szybą 4 mm, na niej warstwa mieszanki piaskowo-glinianej. Sonda wbita na różnych głębokościach, pomiar po sześciu godzinach.

Sześć centymetrów substratu i po grzaniu. Z czterdziestu jeden stopni przy szybie zostaje dwadzieścia osiem i pół, a powietrze nad tym wszystkim praktycznie nie zauważa, że mata w ogóle istnieje.

Wniosek praktyczny jest prosty: grubość podłoża jest częścią układu grzewczego. Jeśli nasypiesz osiem centymetrów substratu na matę, to matę masz, a grzania nie masz. A gdy w odpowiedzi podkręcisz nastawę, żeby jednak coś dogrzać, wpychasz szybę pod spodem w temperaturę, w której nikt jej nie chciał widzieć.

Prawo odwrotności kwadratu, czyli dlaczego wysokość lampy zmienia wszystko

Promieniowanie z punktowego źródła rozchodzi się na coraz większą powierzchnię, więc jego natężenie spada mniej więcej z kwadratem odległości. Dwa razy dalej — cztery razy mniej.

W praktyce oznacza to, że podniesienie lampy o dziesięć centymetrów potrafi zmienić temperaturę na kamieniu bardziej niż wymiana żarówki na mocniejszą. I odwrotnie: obniżenie klosza „tylko trochę" potrafi zrobić z miejsca do wygrzewania patelnię.

Praktyczny wniosek: wysokość zawieszenia lampy to jest regulator, i to bardzo skuteczny. Zanim kupisz mocniejszą żarówkę, spróbuj obniżyć obecną o pięć centymetrów. Zanim uznasz, że jest za gorąco, spróbuj ją podnieść.

Wat to nie jest jednostka ciepła w terrarium

Producent podaje moc w watach. Wat mówi, ile energii elektrycznej urządzenie pobiera z gniazdka. Nie mówi:

• jaka część tej energii wychodzi jako promieniowanie, a jaka jako ciepło konwekcyjne;
• w którym kierunku to leci;
• ile z tego przechwyci klosz, a ile ucieknie w sufit;
• ile pochłonie szyba, a ile podłoże;
• co się stanie, gdy w pokoju będzie o pięć stopni chłodniej.

Mnie interesuje, ile z tego dociera do brzucha gekona, a to są dwie zupełnie różne liczby, których nikt nigdzie nie zestawia.

Dlatego moc dobieram z zapasem, a temperaturę ustawiam termostatem. Mata 20 W na termostacie pulsacyjnym, który wykorzystuje sześćdziesiąt procent jej mocy, jest lepszym rozwiązaniem niż mata 12 W pracująca na sto procent bez sterowania. Pierwsza ma zapas na chłodniejszy tydzień. Druga już oddaje wszystko, co ma.

Czego się nauczyłem po drodze

Mata i żarówka nie są konkurencją. W moim terrarium z gekonem pracuje mata, bo to zwierzę pobiera ciepło z nagrzanego podłoża i mata odtwarza dokładnie ten mechanizm. W terrarium z agamą pracuje żarówka, bo tam potrzebny jest strumień z góry i gorąca plama, w której zwierzę może się wygrzać, a mata by tego nie zrobiła, choćby miała trzysta watów.

Wybór nie zależy od ceny ani od tego, co leżało bliżej kasy. Zależy od tego, którędy dane zwierzę pobiera ciepło. To jest jedno pytanie i warto je zadać przed zakupem, a nie po.