Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 46 frågor/svar hittade Värme [21303] 2 I metaller sprids värme genom ledning. Hur går detta till? 3 I vätskor sprids värme ofta genom strömning. Vad beror detta på? 4 Mellan två fönsterglas i ett vanligt fönster får vi en kall vinterdag luftströmning som i figuren. varför Svar: 2 Huvudsakligen genom att fria elektroner transporteras och kolliderar med atomerna. Se fråga 3874 . 3 I vätskor kan molekylerna röra sig i förhållande till varandra. Om en del av vätskan är varmare än resten så har den normalt lägre densitet. Denna lägre densitet får varmare områden att röra sig uppåt, och skapar det vi kallar konvektion (strömning). 4 Vilken figur? Jag antar att du menar att den varmare inre glasytan värmer luften som stiger. På andra sidan kyls luften varvid den sjunker. Det uppstår alltså en roterande strömning. Detta förutsätter att avståndet mellan glasrutorna är tillräckligt stort. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [21300] 2. Om man skulle hålla en bägare med vatten varm så länge som möjligt.
Så ska man vira in den i en tröja. Men om man skulle hålla en bägare med is kall så länge
som möjligt och virade också in den i en tröja. Vilken skulle fungera bättre? och vi säger att vi använder samma tröja. Eller gjorde
båda rätt eller fel? Snälla kan du förklara för mig? Svar: 2 Det skulle fungera lika bra eftersom värmetransporten bara beror på temperaturdifferensen och inte åt vilket håll värmen transporteras. Se fråga 20768 om värmeledning. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [21298] Svar: Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [21198] Svar: Värmeledning är större i vatten än i luft eftersom vatten innehåller många fler molekyler/volymsenhet som kan bidraga till transporten. Vattenmolekylerna i vatten har dessutom nära förbindelse med sina grannar till skillnad från molekylerna i en gas som bara kolliderar då och då. En annan effekt som bidrar till avkylningen är avdunstning. Det kostar mycket energi att förvandla vatten till vattenånga. Denna energi tas från den fuktiga trasan som alltså blir kallare. Se fråga 19742 . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 https://www.reddit.com/r/askscience/comments/ilsvs/why_does_a_wet_towel_transfer_heat_more_readily/ Värme [21192] Om vi har två flaskor med samma mängd vatten i men den ena är 80˚C och den andra 70˚C, vilken flaska kyls av snabbare och varför? Svar: En avsvalningskurva finns i Newtons_avsvalningslag . Kurvan visar exponentiellt avtagande temperatur mot omgivningens temperatur. Se även fråga 1166 . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [21189] Svar: Ta ett enkelt fönster som exempel. Värmetransporten sker genom ledning i glaset och konvektion från/till omgivningarna. I detta fallet är det värmeövergångstalet luft/glas som dominerar. Detta kan men se genom att mäta temperaturen hos inre glasytan: glasytans temperatur är mycket nära den hos den yttre glasytan. Glaset som sådant gör alltså mycket litet "motstånd" för värmetransport. Se fråga 19742 för mer om värmetransport och fråga 3874 om värmeledning i metaller. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [21028] Svar: Värme transporteras från den omgivande luften till isbiten, alltid från varmt till kallt. Värmetransporten är linjärt beroende av temperaturskillnaden. För isbiten i lä bildas ett tunnt luftlager som kyls ner, vilket betyder mindre temperaturskillnad och därmed långsammare avkylning. Isbiten som utsätts för vind kan inte bilda ett isolerande luftlager, så den smälter snabbare. Vindkylningseffekten, se fråga 12765 , är analog men i det fallet har vi en varm kropp och en avkylande kall vind. Se även fråga 18157 . Nyckelord: vatten/is [49]; värmeöverföring/transport [46]; Värme [20781] Svar: Det avgörande är att skydda sig från avkylning med ett isolerande material. Materialet innehåller ofta luft som är en dålig värmeledare. Dessutom bör materialet vara vattentätt (vatten är en god värmeledare) och vindtätt (kall luft hindras komma in). Man måste även tänka på att skydda fötterna (isolerande skor med kraftiga sulor) och händerna med bra handskar. Slutligen det kanske viktigaste: en bra mössa. Om man under en längre tid utsätts för kyla, så sjunker kroppstemeraturen. Bara ett par graders sänkning kan vara skadligt, se länk 1. Om man lämnar t.ex. händerna oskyddade är det risk att kroppens temperaturreglering som en skyddsmekanism stänger blodflödet till händerna, och detta kan leda till allvarliga skador. Se fråga 12765 för information om vindavkylning. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; *fysiologi [13]; 1 https://www.1177.se/Skane/Stall-en-anonym-fraga/Fragor/Hur-lag-kroppstemperatur-kan-man-ha/ Värme [20768] Ursprunglig fråga: Jag använder metallstavar med en ända i varmt vatten där jag vet temperaturen på vattnet, samt temperaturen på stavens andra ända. Jag vet stavens dimensioner och även tiden som gått vid uppvärmningen men lyckas inte räkna ut metallens värmeledningsförmåga. Detta experiment är mitt gymnasiearbete. Svar: J = k * S*ΔT/Δx I denna formel är k värmeledningsförmågan. Den mäts i SI-enheten W*m-1K-1 (watt per meter och kelvin). (Värmeledningsförmåga ) Du har kvar två obekanta i din formel, k och J. För att bestämma värmeledningsförmågan k måste du alltså även känna J. Det kan du t.ex. göra genom att låta den icke uppvärmda ändan värma vatten. Metoden kallas Searles stav-metod, se nedanstående bild från länk 1 och Searle's_bar_method . Att mäta värmeledningsförmåga är inte helt lätt eftersom värme tenderar att ta andra vägar än man avsett. En alternativ metod är att seriekoppla staven med en stav av en metall för vilken man känner till värmeledningsförmågan. Man kan då eliminera J och få fram en relativmätning av k för den okända metallen. Observera att du i båda ovanstående mätningar måste vänta till du når ett "steady state" tillstånd så att det transporterade värmeflödet (J/t) är lika i hela staven. Se även Thermal_conductivity_measurement . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 http://media.uws.ac.uk/~davison/labpage/searle/searle.html Värme [20760] Ursprunglig fråga: Antaget att en vattenkropp med volymen V vid temperaturen av 40°C kyls ner till 0°C i tiden t. En praktiskt likadan vattenkropp med volymen V vid temperaturen av 60°C borde kylas ner till 0°C i tiden t+x där x är tiden det tar att kyla vattnet från 60°C till 40°C. Förutsatt att kylningsförhållanden är likadana. Med hjälp av dessa påståenden kan man anta att då det varma vattnet (60°C) sätts i en frys och då det når 40°C placeras en praktiskt likadan vattenkropp med starttemperaturen av 40°C bör de även nå frysningspunkten ungefär lika fort. Skillnaden av mängden evaporerad vätska mellan det initialt varmare och kallare vattnet kan endast förklara några få procents skillnad. Samtidigt är ventilationen tillräckligt tillfredsställande för att luften inte ska öka i temperatur till följd av en längre period av värmeöverföring. Det innebär att i värsta fall bör skillnaden i tiden det tar att nå frysningspunkten variera med högst 5%. Under mitt gymnasiearbete (NV) där jag undersöker validiteten av Mpemba-effekten har jag gjort det exakta jämförelsen som förklarades i början. Totalt har 26 mätningar gjorts och vartenda försök uppvisade en skillnad mellan 9,3% (som minst) och 19,8% (som mest). Nedan finns en graf med mätvärden för 14 försök med kranvatten (de resterande 12 varierar i startförhållanden och är ej med i grafen då de avviker rent naturligt). Frågan är då hur kan man förklara dessa fenomen? De beräkningar jag har gjort på huvudsakligen evaporation, konvektion samt ojämnt temperaturfördelning och dess påverkan på värmeöverföringen är långt ifrån de värden jag åstadkom. Tack i förhand,
Mvh Bartosz M. Piorkowski Svar: Dina resultat (figuren nedan) ser övertygande ut. Jag hade dock föredragit om du ritat in datapunkterna i stället för linjerna som jag antar är något sorts "bästa anpassning". Man hade då kunna bedöma tillförlitligheten från spridningen i datapunkterna. Du bör även förklara varför du bortser från nästan hälften av mätvärdena. Ett annat problem är att du, såvitt jag förstår, inte mätt tills provet börjar frysa utan till det når den normala fryspunkten 0oC. Detta är inte den urspungliga Mpemba-effekten. Det du mäter är avkylning av vatten, inte vatten som övergår i is. Det betyder också att flera av de traditionella förklaringarna (som har att göra med frysningsprocessen) faller bort, framför allt underkylning*). Se även Mpemba_effect#Suggested_explanations för möjliga förklaringar. Här är en utmärkt, aktuell sammanfattning av Mpemba-effekten:
___________________________ *) Underkylning innebär att en vätskas temperatur sänks under dess smältpunkt utan att den övergår i fast form. Exempelvis kan rent vatten (regndroppar och molndroppar) vara underkylt. När den underkylda vätskan träffar fast material, exempelvis marken, kan den snabbt kristalliseras och ge upphov till nedisning. (Underkylning ) Nyckelord: *vardagsfysik [64]; värmeöverföring/transport [46]; vatten/is [49]; Mpemba-effekten [2]; 1 http://forgetomori.com/2008/skepticism/mpemba-science/ Värme [20296] MVH. Anders L Svar: Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [20072] Svar: För att isen skall smälta måste det tillföras energi utifrån, se Smältning
och nedanstående bild. Den största skillnaden i ditt exempel är säkert att värmeledningsförmågan i porslin är betydligt större än i plast. Täta medier har typiskt högre värmeledningsförmåga. Även värmeövergången mellan tallriken och vatten skulle kunna vara lite olika för olika material. Det är emellertid svårt att behandla separat från värmeledning. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 http://www.energihandbok.se/varmeoverforing/ Värme [19993] Svar: Man definierar en värmeöverföringskoefficient som ett mått på värmeöverföringen. Denna är proportionell mot ytan och temperaturskillnaden. Man kan inte beräkna värmeöverföringskoefficienten enkelt, utan den bestäms genom mätningar. Att koka potatis är ett värmeöverföringsproblem. När potatisens inre är 100 grader är den färdig. Värmeledningen inne i potatisen beror av temperaturskillnaden. Värmeövergången vid potatisens yta är emellertid komplicerad. Den beror även den på temperaturskillnaden. Transporten av värme från omgivningen beror även på specifika värmekapaciteten (hur mycket värme som krävs för att värma/kyla materialet en grad) hos det omgivande mediet. Om man lagar potatisen i en ugn kan man visserligen få en hög temperaturskillnad, men värmekapaciteten för luft är mycket liten, så överföringen blir ineffektiv. Därför tar det lång tid att laga potatis i ungen. Vatten har emellertid mycket hög värmekapacitet, så det är ganska effektivt att koka med vatten. Olja har lägre värmekapacitet än vatten, så vid 100 grader är vatten mer effektivt. Oljan kan emellertid värmas till en högre temperatur, vilket gör värmeöverföringen snabbare. Se även länk 1, fråga 4888 och 13169 . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 http://www.pentronic.se/media/27002/Repkurs%20v%C3%A4rme%C3%B6verf%C3%B6ring.pdf Värme [19742] Svar: Stick in en termometer i den våta trasan, läs av temperaturen en gång i minuten och plotta temperaturen som funktion av tiden. Gör likadant med den torra trasan. Då bör du lätt kunna avgöra vilken trasa som svalnar fortast. Vad blir resultatet teoretiskt då? Det är inte så lätt att säga eftersom det finns flera effekter som drar åt olika håll. Låt oss först diskutera olika effekter som är relevanta: Värmeöverföring innebär transport av termisk energi inom ett medium eller mellan medier till följd av skillnad i temperatur. Värme kan spontant överföras endast från ett varmare till ett kallare medium, till följd av termodynamikens andra huvudsats. (värmeöverföring , Heat_transfer ) Värme kan överföras på tre sätt, genom värmeledning (konduktion), konvektion eller värmestrålning. Värmeledning, se fråga 3874 , sker främst i fasta material och beror på att en temperaturgradient jämnas ut. Konvektion sker på grund av rörelsen hos en fluid, som också omfördelar värme. Vid konvektion är alltid åtminstone en fas en fluid (vätska eller gas). Strålning förekommer oavsett om mediernas fas är gas, vätska eller fast och behöver inget transporterande medium, utan kan överföra värme genom vakuum. Specifik värmekapacitet är ett mått på hur mycket värme som lagras om man höjer temperaturen hos 1 kg av ett ämne med en grad, se fråga 15734 . Ångbildningsvärme eller förångningsentalpi anger den värmeenergi som måste tillföras för att vid konstant temperatur förånga 1 kg av ett ämne vid dess normala kokpunkt. Ångbildningsvärmen för till exempel vatten är 2260 kJ/kg. Låt oss efter denna långa inledning se vad som händer med dina trasor. Strålning kan vi bortse ifrån eftersom temperaturen är relativt låg - mindre än 100oC. Värmeledning bidrar till transport av värme till ytan. Från ytan är konvektion är den huvudsakliga transportmetoden. Konvektion bör vara lika oberoende om trasan är våt eller torr. Värmeledningen är emellertid mycket större för den våta trasan, vilket innebär att den skulle svalna snabbare än den torra. Se även fråga 18517 . Den specifika värmekapaciteten är betydligt större för den våta trasan, vilket skulle ge en långsammare avsvalning för den våta trasan. Från den våta trasan kommer vatten att avdunsta. Detta kostar mycket energi som tas från trasan (effekten är densamma som gör att du fryser när du stiger ut ur duschen). Den våta trasan avkyls alltså mer än den torra. Vad blir då slutresultatet? Eftersom ångbildningsvärmet är stort för vatten kommer antagligen den sista effekten att dominera, åtminstone om ventilationen är hygglig. Den våta trasan skulle alltså kylas av snabbast. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [19627] Jag gjorde ett experiment i skolan som handlade om att ta reda på villket av materialen glas, metall och plast som kan hålla varmt vatten varmt längst. Jag fick fram svaret till glas. Jag undrar då varför det är glas och inte metall eller plast som höll värmen? Vad är glasets egenskaper som gjorde att det blev så?
glas-,metall- och plastbehållarna hade samma tjocklek och storlek.
Svar: Värmeledning sker effektivast med fria elektroner. Därför har metaller högst värmeledningsförmåga. Tabellen i List_of_thermal_conductivities ger experimentella värden för ett urval av ämnen. Värmeledningsförmåga i W/(m*K) Värmeledningen varierar som synes mycket för olika metaller/glassorter/plaster. Anledningen till att glas/plast isolerar bättre är metall är att de är isolatorer och inte innehåller fria elektroner. Bäst är naturligtvis att eliminera värmeledning helt och hållet med en termos, se fråga 545 . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [18937] Sedan undrar jag hur en täckjacka fungerar? hur den kan hålla inne värmen så bra! MVH Sarah.R! Svar: Täckjackan består dels av ett tyg som inte släpper igenom luft och dels ett poröst lager (ofta dun) som innehåller mycket stillastående luft som är värmeisolerande. Man har då eliminerat de två viktigaste värmeöverföringseffekterna strömning och ledning. Jackan bör dessutom vara vattentät så man inte kyls av av kallt vatten när det regnar. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [18918] Svar: Det första som händer är att vatten som finns i degen "kokar bort". Vissa ämnen (mjölkprodukter, ägg) koagulerar, dvs ändrar molekylstruktur. Molekylerna blir längre och degen stelnar. Din fråga om varför hög temperatur snabbt ger en hård yta är helt enkelt ett värmeledningsproblem: det tar tid för värmen att ta sig in i degen. Ytan, som ju är i direkt kontakt med den varma luften, värms upp mycket snabbt. Vid mycket hög temperatur återstår bara kol på ytan - du har väl överrostat bröd någon gång. Se fråga 16152 om hur ägg reagerar på temperatur. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [18517] Ursprunglig fråga: Svar: En del av avkylningseffekten är att vatten förångas från den varma pizzan. Eftersom detta kräver ångbildningsvärme kyls pizzan med samma effekt som gör att du fryser när du går ut ur duschen. Brödsidan innehåller mycket lite vatten medan fyllningssidan innehåller vatten. Det kan alltså hjälpa lite att täcka den övre pizzan med något vattentätt, t.ex. aluminiumfolie. Den optimala transportmetoden är att lägga pizzorna med fyllningen mot varandra. Båda pizzorna omges då av ett värmeisolerande och torrt skikt. Nackdelen är att det blir kladdigt att separera pizzorna. Om man har pizzor med olika fyllning kan man emellertid få nya intressanta smakupplevelser. Och, framför allt, båda pizzorna är varma! Se även fråga 16374 . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; *vardagsfysik [64]; Värme [18157] Svar: Anledningen är att både värmeledning (Heat_conduction#Integral_form ) och värmeövergång (länk 1) är proportionella mot temperaturskillnaden. Alltså ju större temperaturskillanden är mellan luften och det som skall tinas, desto mer energi överförs per tidsenhet, dvs det tinar snabbare. Detta har jag verifierat experimentellt när jag glömt ta ut de frysta kräftorna från kylskåpet. De tinade mycket snabbare ute i luften! Nyckelord: vatten/is [49]; värmeöverföring/transport [46]; 1 http://staff.www.ltu.se/~lassew/kurs/MTM431/Varmetransportlab.pdf Värme [17968] jag undrar om det finns något direkt samband mellan värmekapacitet och värmekonduktivitet för olika ämnen. T.ex. vatten som har hög värmekapacitet men låg värmekonduktivitet. Vad avgör hur hög värmekonduktivitet ett ämne har? Tack på förhand Svar: Vad gäller värmekonduktivitet så är den i stort sett proportionell mot den elektriska konduktiviteten. Detta eftersom både ström och värme transporteras av elektroner, så det är dessas antal och rörlighet som är viktigt. Se Heat_conductivity#Electrical_conductivity och fråga 12826 . Nyckelord: specifik värmekapacitet [25]; värmeöverföring/transport [46]; Värme [17538] Jag bor i en bostadsrättsförening och vi debatterar hur vi bäst skall kunna spara energi genom att isolera väl valda delar av huset. Att tilläggsisolera vindarna känns logiskt eftersom värme stiger uppåt, men hur är det med våra trapphus? Vi har enkelglas i både fönster och entredörrar i trapphusen. Huset är byggt på 50-talet, vi har vattenburen uppvärmning via fjärrvärme med värmeväxlare. Ingen mekanisk ventilation utan sk. självdrag. Sedan undrar jag också hur viktig cirkulationhastigheten/flödet i värmesystemet är för effektiviteten till lägenheternas element? Tack för alla extremt intressanta förklaringar, här kan man spendera timmar märker jag... mvh
/Clas Svar: Var du skall tilläggsisolera beror på omständigheterna. Att värmen går uppåt genom taket har ingen betydelse - det är bara om man kan få konvektion som det gör någon skillnad. Konvektion kan naturligtvis bara förekomma i en gas eller en vätska. Värmeförlusten/ytenhet är proportionell mot mot värmeledningsförmågan k och temperaturskillnaden (Tinne-Tute): P/A = k*(Tinne-Tute)/L (W/m2) dä L är tjockleken på isolationen och k är värmeledningsförmågan (en materialkonstant som alltså skall vara så liten som möjligt). Sedan måste man även ta hänsyn till värmeövergången luft-isolation. När det gäller t.ex. dubbla fönster så är det inte glaset som gör nytta (glas leder värme relativt bra) utan luftgapet mellan rutorna. Det är inte självklart att man isolerar taket - man kan i stället isolera golvet på vinden, och låta vinden bli kall. Det är klart att flödet i värmesystemet måste var tillräckligt så att inte vattnet blir kallt innan det når elementen. Mät inkommande vattentemperatur och temperaturen i elementen för att få en uppfattning om förlusterna. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [17182] Ursprunglig fråga: Svar: Eftersom jag inte är läkare vill jag inte gå in på om värmen från ett element i en infraröd bastu kan vara skadlig. Den infrarötda strålningen värmer uppenbarligen upp hudskiktet och genom ledning även en bit in i kroppen. Om detta är bra eller dåligt kan jag alltså inte uttala mig om. Möjligen kan jag se en liten risk i att ha ett elektriskt värmeelement öppet i den fuktiga bastun. En mer traditionell uppvärmning kan placeras mer utom räckhåll från bastun. Det mesta i Wikipedia-artikeln ovan handlar om påstådd nytta med den infraröda bastun. Undersökningen som hävdar att bastun är bra mot reumatisk värk, styvhet mm är alldeles för bristfällig för att dra någon slutsats. Stycket om att man man kan göra av med kalorier och därmed bli slankare är obetalbart. Där står att man i bastun svettas kanske 1/2 liter vatten och därmed tappar 1/2 kg i vikt. Varje brottare vet detta! Problemet är att man snart blir törstig och dricker 1/2 liter vatten och är tillbaka där man började! Det är nu det blir riktigt roligt! För att förånga 1/2 kg vatten krävs 0.5*2260=1130 kJ (14203 ). Eftersom 1 kilokalori är 4.2 kJ (14108 ) blir detta nästan 300 kilokalorier. Detta motsvarar c:a 1/2 mils löpning. Motion genom att bara sitta stilla! Det är naturligtvis för bra för att vara sant! Energin för att förånga vattnet tas inte från fettreserven utan från värmen i bastun. Anmärkning 21/4/16: Här ser man styrkan i Wikipedia. Någon har observerat felet ovan och lagt till: "However, this conclusion drew significant criticism, as it would imply that individuals living in warm climates, where liters of sweat are generated per day, would require hundreds or thousands of additional kilocalories to survive, which is known not be the case." Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [16374] Ursprunglig fråga: Svar: För att höja gommens temperatur krävs dels att pizzan har tillräcklig specifik värmekapacitivitet och dels att värmeledningsförmågan är tillräcklig (och naturligtvis att den är tillräckligt varm). Så svaret är alltså: både och! Om värmeledningsförmågan är dålig, är det bara ett tunnt skikt som bidrar: liten temperaturhöjning eftersom temperatursänkningen hos pizzan är stor. Om specifika värmekapacitiviteten är liten, får man igen en stor sänkning av pizzans temperatur. Metaller har mycket hög värmeledningsförmåga (eftersom det finns fria elektroner) och rimligt hög specifik värmekapacitivitet (värmemängd per kg och K). Man bränner sig alltså mycket på metaller. Du bränner dig på spiken i bastun men inte på trätrallorna. Du bränner dig inte heller på en het aluminiumfolie, eftersom massan är så liten och därmed värmekapaciteten. Vatten har mycket hög specifik värmekapacitivitet och hygglig värmeledningsförmåga. Torra bitar som brödet har emellertid låg värmekapacitivitet och dålig värmeledningsförmåga eftersom brödet innehåller en massa luftbubblor som leder värme dåligt. Det är alltså på fyllningen (som innehåller mycket vatten) och inte på brödet du bränner dig. /*fa* Nyckelord: värmemängd [3]; värmeöverföring/transport [46]; specifik värmekapacitet [25]; *vardagsfysik [64]; Värme [16152] Svar: Observera att vämeöverföringen är proportionell mot temperaturskillnaden. Detta betyder att det går mycket fortare att koka ett ägg i 100-gradigt vatten än i kokande vatten uppe på Mount Everest där det låga lufttrycket sänkt vattnets kokpunkt till 75oC, se fråga 8721 . Se även fråga 15630 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15895] Svar: Se även fråga 15802 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15861] Svar: Sedan kan det vara en liten effekt att vattnet kyls av lite grann eftersom det avdunstar. Ångbildningsvärmet tar energi från vattnet så det kan bli lite kallare. Denna avkylning känner du tydligt när du går ur vattnet efter ett bad på stranden - så länge du är våt så kyler även en ganska varm vind eftersom det behövs energi får att förånga vattnet. Men fysik är inte funderingar hit och teorier dit. Fysik är experiment och observationer! Mät temperaturen i badrummet och i badvattnet när det stått flera timmar! Se även fråga 15802 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15802] Svar: 1 Luften är genomskinlig för ljus, så solen värmer inte upp luften direkt. Sanden däremot absorberar en stor del av ljuset. Energin som detta absorberade ljus innehöll övergår i värme och värmer upp sanden. Uppvärmningen från solstrålningen märks mycket väl med en T-shirt: en svart T-shirt som absorberar mycket strålning blir mycket varmare än en vit som absorberar lite strålning. Till en del vämer den varma sanden upp luften, men överföringen sand-luft är mycket ineffektiv. Det är samma sak med värmeisolering i fönster: glaset isolerar mycket dåligt, medan det är övergången luft-glas som har den största effekten att stoppa värmetransport. 2 Om sanden är 80oC så känns den mycket varm - man bränner fötterna. Däremot kan man utan vidare vistas i en bastu som är 80oC. Anledningen är, igen, att värmeöverföringen luft-fot är mycket ineffektiv, medan värmeöverföringen sand-luft är mycket effektiv. En annan fråga är varför vattnet är kallare än sanden? Det beror dels på att det krävs mer värme för att öka vattnets temperatur en grad än vad det krävs för att öka sandens temperatur en grad - det är bland annat detta som gör vatten så unikt. Vattnet blandar sig också hela tiden till skillnad från sanden. Solen måste alltså värma upp allt vatten, och det tar lång tid. Men du kan säkert märka att vattnet är varmare i grunda, skyddade områden. Se fråga 4453 för mer om att bränna sig i en bastu och fråga 13286 för mer om värmetransport. Se även fråga 4453 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15648] Svar: Anledningen att man normalt vill tina i kallt vatten är att de yttre delarna som tinar först blir ganska varma (nästan vattentemperaturen), och man kan få en snabb ökning av bakterier i köttet. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15621] Man har ett kylsystem med kylslingor(rör)av koppar med följande data Ø18mm t=1,5mm l=10m. Man vill nu byta dessa kopparrör mot rostfria med samma data (obs ej längden) och med bibehållen kylförmåga. Jag har med mina gamla gymnasieböcker kommit framtill att det nya rostfriaröret skulle få en längd på ca 320m. Är detta rimligt? Eller har jag missat något? Svar: Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [15067] Ursprunglig fråga: Svar: Den specifika värmekapaciteten (den energi som fordras för att höja temperaturen hos 1 kg en grad) för vatten är 4,18 kJ/kg.K. Det kostar alltså 90*4180 = 376200 J att värma vår liter från 10 till 100 grader. Ångbildningsvärmen (den energi som fordras för att bilda ånga av 1 kg 100-gradigt vatten) för vatten är 2260 kJ/kg. Totala energiåtgången är då 376200+2260000 = 2636200 J. Om plattan har en effekt på 1000 W tar det 2636200 Ws/1000 W = 2636 s = 44 minuter Att bara koka upp vattnet (vilket är det man normalt vill göra) tar 376200/1000 = 376 s = 6.3 minuter. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [14192] Svar: Strålning är i stort sett försumbar för de låga temperaturer ett element har (betydligt under 100oC). Strålningsbidrag har man däremot från ett el-element - man kan ju t.o.m. se de glödande trådarna och man känner värmestrålningen. Se vidare nedanstående länk. Se även fråga 14184 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [14184] Svar: Kortvarianten: vattenburen värme är när värmeenergi för uppvämning av t.ex. en bostad transporteras av (varmt) vatten. Alternativ är luftburen värme eller direktverkande el. För att värma upp en bostad behövs energi. Denna energi kan komma i form av bränsle (olja, gas, ved...), elektricitet eller fjärrvärme (varmvatten). Är det bränsle måste man ha en värmepanna någonstans i huset och är det fjärrvärme måste man ha en apparat som heter värmeväxlare. Är uppvärmningssystemet elektricitet (den tekniska termen är direktverkande el) behöver man en kopplingsstation (där propparna sitter). Elen transporteras sedan i kablar ut till elementen. I elementen förvandlas strömmen till värme, som sedan direkt går ut och värmer upp rummet. Om man använder bränsle/värmepanna eller fjärrvärme/värmeväxlare måste man transportera värmen från centralen till alla rum i huset. Detta kan antingen ske med varmt vatten (kopparrör) eller uppvärmd luft (ventilationsrör). Vattnet får gå igenom ett element, som värmer upp rummet. Den uppvärmda luften kan släppas ut direkt i rummet. Om huset från början är byggt för vattenburen eller luftburen värme har man normalt byggt in rör/ventilationskanaler i väggarna. Det är då mycket lätt att byta värmekälla. Har man t.ex. en vedpanna, så är det t.ex. lätt att byta ut denna mot t.ex. en gaspanna. Om man däremot har direktverkande el finns inga rör/ventilationskanaler - det finns bara elledningar. Det är då mycket dyrt att på ett snyggt sätt lägga in dessa rör/ventilationskanaler. Se vidare fråga 14192. Se även fråga 14192 Nyckelord: uppvärmning av bostäder [2]; värmeöverföring/transport [46]; Värme [13972] Svar: P/DT = konstant dvs 300/20 = 135/DT vilket ger DT = 9 grader, dvs temperaturen 9oC. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [13286] Ursprunglig fråga: Svar: Värme kan transporteras med strömning (konvektion, rörelser i gaser och vätskor som orsakas av att densiteten, dvs. tyngden, varierar mellan gasens eller vätskans olika delar), ledning och strålning. Låt oss titta på vad detta innebär. Vi behöver (teoretiskt) en kastrull, en värmeplatta och lite vatten. Strömning Ledning Strålning Läs gärna om värme i Nationalencyklopedin . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [12283] Svar: Se även fråga 8261 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [7830] Ursprunglig fråga: Svar: Nedanstående länkar diskuterar några möjliga förklaringar till effekten. Eftersom det avsvalnande varma vattnet vid någon tidpunkt måste vara av samma temperatur som det kalla vattnet så är det svårt att se att det från början varma vattnet skulle frysa snabbare: två vattenmassor med samma temperatur bör rimligen uppföra sig likadant. Det måste i så fall vara någon skillnad på vattenmassorna, t.ex. gasinnehåll. En av förklaringarna går ut på att det varma vattnet fryser delvis snabbare (mindre underkylning, se fråga 16785 ) och därför uppfattas som fruset när det i själva verket bara är delvis kylt. Problemet kvarstår dock: vad är det för skillnad mellan det kalla vattnet från början och det varma vattnet när temperaturen passerar begynnelsetemperaturen av det kalla vattnet. Men det hjälper inte att spekulera ... man borde göra ett försök att påvisa effekten! Jag gjorde ett enkelt försök med istärningsbehållarna. Det var ingen märkbar skillnad på behållaren med kallt vatten och behållaren med hett vatten. Om något så frös den varma vattnet långsammare! Se även frågorna 18157 , 3551 och 16785 . Påpekas bör dock att effekten inte är absolut bevisad, se Mpemba_effect#Recent_views . Ett antal möjliga förklaringar listas i Mpemba_effect#Suggested_explanations . Jag tror, om effekten finns, att förklaringen är att det från början kalla vattnet har en större tendens till underkylning. Försök med temperaturmätning I länk 2 beskrivs ett experiment där man mätt temperaturen som funktion av tiden, se nedanstående figur. Experimentet är emellertid mycket bristfälligt dokumenterat (t.ex. Var placerades temperatursensorerna? Vad var omgivningens temeratur?). I början ser plotten rimlig ut. Den röda kurvan (varmare vatten) är brantare än den blå. Detta är rimligt eftersom värmetransporten till omgivningen är proportionell mot temperaturskillnaden. Från 10 grader är kurvorna i stort sett parallella, vilket är rimligt. Kurvorna planar emellertid ut vid +3 grader och inte som man väntar sig vid vattnets fryspunkt 0 grader. Detta är antingen ett kalibreringsfel eller så sitter temperatursensorerna på fel plats. Om man verkligen kan tro på mätningen så är det uppenbart att förklaringen är att tiden för frysning är kortare för det från början varma vattnet. På något sätt måste värmetransporten för det varma vattnet vara effektivare än för det kalla vattnet. Vi har fullständig isbildning (kurvan böjer nedåt och isen kyls till under 0 grader) vid 2.5 timmar för det varma vattnet och 4.2 timmar för det kalla vattnet. Detta är ju en mycket tydlig effekt om man kan lita på mätningen. Varför 0-gradigt vatten som varit varmt fryser snabbare ges emellertid ingen förklaring för. Se emellertid länkarna https://www.sciencenews.org/article/debate-heats-over-claims-hot-water-sometimes-freezes-faster-cold https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicists-solve-the-mpemba-effect-d8a2f611e853 där förklaringen föreslås vara att fler vätebindningar bildas vid den högre temperaturen. Hur detta påverkar kylhastigheten är emellertid inte uppenbart. Nyckelord: vatten/is [49]; *vardagsfysik [64]; värmeöverföring/transport [46]; Mpemba-effekten [2]; 1 http://www.rsc.org/images/nikola-bregovic-entry_tcm18-225169.pdf Värme [6993] Svar: Vatten har hög värmekapacitet och tar upp värme då det förångas, så våta fötter minskar värmen på fotsulan. Se vidare Kolvandring och Firewalking . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 http://illvet.se/manniskan/kroppen/hur-kan-man-ga-pa-glodande-kol Elektricitet-Magnetism, Materiens innersta-Atomer-Kärnor [3874] Svar: Det går tyvärr inte att ge ett enkelt svar på detta. I en metall finns
fria elektroner, alltså elektroner som inte är bundna till någon
atom. De rör sig hastigt fram och tillbaka i metallbiten, och det
är dessa elektroner som i huvudsak svarar för metallens ledningsförmåga,
både värmeledning och elektrisk ledning. Som man kan ana av detta,
är en metall som är god elektrisk ledare också god värmeledare och
tvärt om. (Se Thermal_conductivity#Electrical_conductivity , Wiedemann–Franz_law ) Detta
samband gäller inte vid låga temperaturer (under den så kallade
Debye-temperaturen). Storleken på ledningsförmågan har att göra med att elektronerna
också reagerar med atomerna i kristallgittret, och det är ett
mera invecklat problem.
Exempel på goda ledare: Silver, koppar.
Exempel på dåliga ledare: Järn, Bly. Se Heat_conductivity#Experimental_values för värden på värmeledningsförmåga hos några ämnen. Se vidare Thermal_conductivity . Se även fråga 3152 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [4888] Svar: Vatten är mycket effektivare för värmeöverföring än luft. Det beror på vattnets högre värmekapacitet, högre värmeledning och att strömningen blir intensiv vid kokning. Luft har mycket lägre värmekapacitet och värmeöverföringen luft-potatis är ineffektiv. Se även fråga 16152 . Tänk på: Man kan sitta en god stund i en torrbastu vid 100 grader, men man tål absolut inte kokande vatten. Nyckelord: specifik värmekapacitet [25]; värmeöverföring/transport [46]; Värme [4453] Svar: Vatten har god värmeledningsförmåga (jämfört med gaser) och hög
värmekapacitet. Därför uppvärms huden snabbt (sekunder). Svett kan
naturligtvis inte kyla här. Så kokhett vatten är mycket farligt,
liksom 100 oC vattenånga, för den kondenseras på
huden som 100 oC vatten. Experiment: Häll lite vatten på handens ovansida och vifta med handen.
Blir det kallt? Se även fråga 15802 Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [320] Svar: Du kan sticka in handen i en ugn som är 200 grader varm medan Du
bränner Dig i vatten som bara är 75 grader. Du kan utan vidare vara i en
bastu som
är kokhet och där sätta Dig på träbänken utan att bränna Dig, men skulle
det vara en spik i brädan som Du sätter Dig på så bränner Du Dig. Metallen
i spiken leder värme bättre än träet, och har högre värmekapacitet. Upplevelsen av värme vid kontakt med ett föremål beror på temperatur,
värmeenergiinnehåll och värmeledningsförmåga.
Försök: Ta i varm aluminiumfolie. Bränner Du Dig? Slå upp i
kokboken hur lång tid det tar att baka potatis i en varm ugn. Jämför med
den tid det tar att
koka potatis.
Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [1355] Svar: Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Värme [1166] Ursprunglig fråga: Svar: Om du först häller i mjölken så leds inte så mycket värme bort som om kaffet "varit för sig själv". Häll alltså i mjölken så
fort som möjligt. Viktigare är att hindra värmet från att lämna koppen. Detta kan man göra dels genom att sätta koppen på ett isolerande underlag och dels genom att sätta lock på koppen. Fatet gör nog mer nytta ovanpå än under koppen! Experiment: Varför inte undersöka detta experimentellt med två kaffekoppar! Tillägg 9/1/08: Detta är en klassisk fråga som diskuterats mycket. Frågan under länk 1 får samma svar men frågaren påstår sig ha mätt temoperaturer och kommit fram till motsatt resultat. Om detta kan man säga två saker: 1 Det är inte helt lätt att skapa identiska förhållanden och att mäta temperaturerna tillräckligt exakt. 2 Resonemanget bygger helt på att värmeförlusten sker genom ledning så att kyleffekten är proportionell mot temperaturskillnaden kaffe-omgivning. Vid rimliga temperaturer bör förlusterna genom strålning vara försumbara. (En ideal termos skulle t.ex. bara ha strålningsförluster och vi vet att kaffet håller sig mycket länge varmt i en termos. Se vidare fråga 14327 .) Diagrammet nedan från illustrerar resonemanget mycket väl. Observera dels att "temperaturhoppet" när man häller i mjölken är samma för de båda fallen. Resultatet bygger då på att den blå avsvalningskurvan är mindre brant än den röda eftersom kaffet är kallare. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; *vardagsfysik [64]; 1 http://www.madsci.org/posts/archives/2000-09/969405728.Ph.r.html Värme [651] Svar: Tillägg 2011-12-31
There is another form of electric heater which would have a small running cost advantage over the above. This is a radiant heater, which will warm you rather than the surrounding air, but I would only consider these viable for difficult heating applications such as churches, factories etc with high ceiling heights. They can be quite difficult to position effectively in rooms with normal ceiling heights, but are ok for smaller rooms such as bathrooms. Chartered Building Services Engineer Som en läsare påpekat (tack Karin L!) är inte oljefyllda element mer effektiva, utan det viktiga är att ha en bra termostat. Observera att vi talar om fristående eluppvärmda radiatorer. Om man kan välja är naturligtvis ett system med en central värmekälla och vatten som värmebärare mycket bättre eftersom det ger en flexibilitet vad gäller värmekälla (t.ex. elpatron, olja, värmepump). Se även länk 2. Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; 1 http://uk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080103072012AAjiIUi Värme [545] Svar: Ur värmeledningssynpunkt är en ideala termosen en dubbelväggad försilvrad glasflaska. Problemet är förstås att glasflaskor är ömtåliga. De svaga punkterna värmeledningsmässigt är förbindelsen mellan de två väggarna och framför allt korken. En bra termos bör även ha låg varmekapacitet, dvs kräva lite energi för att komma upp i samma temperatur som drycken. Annars kyls drycken så snart den hälls i termosen. Detta kan man undvika om man sköljer termosen med varmt vatten innan man fyller den. I dag kan man emellertid tillverka mycket värmeisolerande ståltermosar. Konstruktionen är till en del en affärshemlighet - tillverkarnas webbsajter säger mycket lite om konstruktionen. Försök: Tillverka en egen termos och se hur länge den håller värmen. Se vidare länk 1 och Vacuum_flask . Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; termos [3]; Värme [195] På varje område är det sedan graderat hur många ägg man vill koka. Vad som inte är logiskt är att jag skall hälla på mer vatten om jag vill ha ett ägg SOFT
än om jag vill ha fem ägg SOFT. Ursäkta svengelskan... är min äggkokare felgraderad eller finns det någon fysikalisk förklaring? Svar:
Det var en intressant iakttagelse du har gjort. Jag förstår att du blev förvånad när du såg måttets gradering. Min förklaring till att det går åt mindre vatten att
koka fem ägg jämfört med ett, är att vattnet endast är bärare av värmeenergi från värmeplattan till ägget. Om du har fem ägg hinner varje vattenmolekyl
kondensera på ägget, droppa tillbaka till plattan och förångas igen i flera vändor innan den försvinner ut genom hålet. Äggens sammanlagda yta är större och
sannolikheten blir därför större för vattenmolekylen att fastna på ett ägg.
Fundera: Vilken funktion vattnet har när du kokar ägg i en kastrull? Går det åt mera vatten för att koka flera ägg i samma kastrull? Nyckelord: värmeöverföring/transport [46]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.