Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

36 frågor/svar hittade

Värme [20296]

Fråga:
Hej,har en fråga som jag grunnat på i många år som jag hoppas ni kan ge ett svar på. I min tidigare yrkesutövning hände det ofta att jag värmde metallstycken för bearbetning av skiftande slag. Under upphettningen och bearbetningen kunde jag utan problem hålla änden av metallstycket ända tills jag kylde detsamma med kallvatten. Men,inom några sekunder transporterades värmen i metallen så att det var omöjligt att hålla i stycket längre. När jag härom dagen kylde ett skedblad som stått i kokande vatten uppstod samma fenomen ! Min fråga är : vad händer,flyr elektronerna nedkylningen och kan fenomenet i så fall tillämpas praktiskt, eller görs det redan ?

MVH. Anders L
/Anders L, Gävle

Svar:
När du kyler ändan av metallstycket tar det lite tid för mittsektionen att kylas. Mittsektionen är då den varmaste delen av metallstycket. Mittsektionen kyls genom att värme transporteras både till den kylda änden och till ändan du håller i. Denna fortsätter alltså att bli varmare ett tag efter det du kylt ändan.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [20072]

Fråga:
Varför smälter en isbit snabbare på en porslinstallrik än på en plasttallrik? Har det något med konduktiviteten att göra, eller sker det något mellan partiklarna mellan de två ytorna? dvs. isbitens yta och tallrikens.
/Lisa J, s:t Petri, Malmö

Svar:
Värmeöverföring är ganska komplicerat eftersom det sker på flera olika sätt, se fråga 19742 .

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.



/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

1 http://www.energihandbok.se/varmeoverforing/
2 http://staff.www.ltu.se/~lassew/kurs/MTM431/Varmetransportlab.pdf

*

Värme [19993]

Fråga:
Hej. Undrar lite om värmeöverföring. Säg att vi kokar en potatis i 100°C vatten och en i 100°c mat olja. Kommer vi se en merkant skillnad på värmeöverföring för dessa. Isåfall vad är det som gör skillnaden. Tack.
/Jon L, JENSEN gymnasium, Lund

Svar:
Värmeöverföring (se fråga 19742 ) är ganska komplext och beror på många parametrar. Värmeledning i ett fast homogent material är ganska enkelt, men när det gäller värmeövergång mellan ett fast och ett flytande/gasformigt material blir det ganska krångligt eftersom det ske med flera olika processer: strålning, ledning och konvektion, se Värmeöverföring .

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 .
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

1 http://www.pentronic.se/media/27002/Repkurs%20v%C3%A4rme%C3%B6verf%C3%B6ring.pdf

*

Värme [19742]

Fråga:
Om man har en torr och uppvärmd trasa och en våt och uppvärmd trasa och sen ska man ta reda på vilken utav dem som sjunker i temperatur fortast, vad blir då svaret och varför blir det så?
/Tobias O, Åvestadal, Avesta

Svar:
Tobias! Fysik är en experimentell vetenskap som bringar struktur till olika naturfenomen, se fråga 16415 . Bästa sättet att ta reda på vad du vill veta är alltså att göra en mätning.

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 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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [19627]

Fråga:
Hej!

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.
/Sarah I, Svensgårdsskolan, Ödåkra

Svar:
Det är värmeledningsförmågan i behållarens väggar som bestämmer hur länge innehållet hålles varmt. Stor värmeledningsförmåga ger snabb avkylning och tvärtom.

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)
glas 1
metall (Cu) 400
plast (polyetylen) 0.5

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 .
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [18937]

Fråga:
Hej! Jag undrar varför vi bränner oss om vi doppar handen i en hink med vatten i en bastu som vi suttit i ett tag, vatten har även varigt där inne ett tag, temperaturen på bastun är 90'c

Sedan undrar jag hur en täckjacka fungerar? hur den kan hålla inne värmen så bra!

MVH Sarah.R!
/Sarah r, precivitas privata gymnasium, helsingborg

Svar:
Se fråga 4453 .

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [18918]

Fråga:
Vad händer när man bränner en kaka i ugnen? Jag menar inte att det är för att det är för hög värme utan kan ni förklara vad som händer kemiskt? Och varför får en kaka som gräddas i låg värme ingen yta medan en kaka som gräddas i hög värme får yta snabbt?
/Ida-Maria L, NLV, Luleå

Svar:
Ida-Maria! Egentligen kemi, men det finns lite fysik också.

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [18517]

Fråga:
Pizzatransport
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Eva köper två pizzor och transporterar hem dem i en kartong. Vilken pizza är varmast när hon kommer hem, den översta eller den nedersta?
/Sven K

Svar:
Den undre pizzan är varmast. Anledningen är att bröd-delen av pizzan har dålig värmeledningsförmåga. Brödet verkar alltså som värmeisolation. Den nedre pizzan har ett lager bröd både nedåt och uppåt, medan fyllningen på den övre pizzan är fritt exponerad för omgivningen.

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 .



/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36]; *vardagsfysik [60];

*

Värme [18157]

Fråga:
Hei! Jeg er norsk og tar naturfag på videregående skole. Vi er to elever som lurer på følgende: smelter en isbit fortere i romtemperatur enn i kjøleskapet? Vi har observert at mange tiner frossenmat i kjøleskap og de påstår at maten ikke tiner fortere på benken i romtemperatur. Takk.
/Rikard m, sinsen vid., naturfag

Svar:
Detta är omvändningen till problemet i fråga 7830 . Till skillnad från det fallet är jag ganska säker att det inte är som du säger. Is tinar snabbare i rumstemeratur än i kylskåpstemperatur! Kycklingfilén som tar en timme att tina i rumstemperatur tar uppåt 10 timmar i kylskåpet.

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!
/Peter E

Nyckelord: vatten/is [31]; värmeöverföring/transport [36];

1 http://staff.www.ltu.se/~lassew/kurs/MTM431/Varmetransportlab.pdf

*

Värme [17968]

Fråga:
Hej,

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
/Victor F, Birger Sjöberggymnasiet, Vänersborg

Svar:
Victor! Nej, det finns det inte. Värmekapaciteten är relativt konstant omkring 3R (gaskonstanten) per mol för fasta ämnen (egendomligt nog dyker gaskonstanten upp även för fasta ämnen). Se Specific_heat_capacity .

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 .
/Peter E

Nyckelord: specifik värmekapacitet [21]; värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [17538]

Fråga:
Hej!

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
/Clas P

Svar:
Clas! Det blir ett rent fysiksvar - energikonsulter kan tänkas ha ett bredare perspektiv.

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [17182]

Fråga:
Är det farligt med infraröd bastu?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Är det farligt med infraröd bastu?
/Vesna M, Malmö Högskola, Malmö

Svar:
Vesna! Jag visste inte det fanns något som heter infraröd bastu! Det första jag gjorde var att googla det varvid det kom upp massor av annonser. Efter att ha etablerat att fenomentet existerar konsulterade jag Wikipedia (Infrared_sauna ). Där finns en, såvitt jag kan förstå, kort men vederhäftig artikel - även om den signaleras som bristfälligt dokumenterad. Bilden nedan kommer från Wikimedia Commons.

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."



/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [16374]

Fråga:
Varför bränner man sig på fyllningen i en pizza men inte på brödet?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Håller på med värme i skolan. I läroboken stod ett exempel om att man bränner sig i gommen på pizza därför att fyllningen kan lagra mer inre energi än brödet, men de har samma temperatur. Min lärare har sagt att saker känns olika varma och att man bränner sig på grund av att värmeöverföringen är olika för olika ämnen. Jag undrar ifall att man bränner sig beror på värmeöverföringen/konduktiviteten hos ämnet eller om det beror på specifika värmekapaciteten? Hänger detta ihop?
/Maria H

Svar:
Hej Maria! Låt oss resonera systematiskt! Vad menas med att du bränner dig på gommen? Jo det är att gommen blir så varm (hög temperatur) att de värmekänsliga cellerna signalerar hög temperatur eller i värsta fall att man får en liten (övergående) skada. Det väsentliga är alltså att höja gommens temperatur.

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*



/Peter E

Nyckelord: värmemängd [3]; värmeöverföring/transport [36]; specifik värmekapacitet [21]; *vardagsfysik [60];

*

Värme [16152]

Fråga:
När stelnar äggulan? Jag vet att äggvitan stelnar vid 70 grader. Men exakt när stelnar gulan? När vi gjorde ett experiment i skolan så blev resultatet att vitan stelnade först och sedan gulan.
/Runqvist E, Nybyggeskolan, Västerås

Svar:
Enligt länk 1 stelnar vitan vid 60-65 grader och gulan vid 65-70 grader. Ett annat skäl till att gulan stelnar senare är att äggkokning är ett värmeledningsproblem: värmen transporteras från ytan in mot centrum. Man har alltså en temperaturgradient (temperaturen minskar) från ytan till centrum.

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 trycket sänkt vattnets kokpunkt till 75oC, se fråga 8721 .
/Peter E

Se även fråga 15630

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

1 http://toolboxes.flexiblelearning.net.au/demosites/series4/409/tools/kitchen/hfood/e_coagul.html

*

Värme [15895]

Fråga:
Hejsan jag har en fråga som lyder så här : På sommaren när solen lyser och man ligger på stranden varför blir sandstranden då varmare än vattnet ? Det är ju samma sol som värmer upp. Jag förstår inte riktigt väldigt tacksam för svar. Kram Maddy
/Madison R, V.ingelstad, Vellinge

Svar:
Hej Maddy! Det beror på att vattnet blandas, men det gör inte sanden. Det är alltså mycket vatten att värma upp, men bara ett tunnt lager sand. Dra bort det översta lagret varm sand, så skall du se att den underliggande sanden är kall. Sandens förmåga att leda värme är alltså ganska dålig. Se vidare fråga 15802.
/Peter E

Se även fråga 15802

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [15861]

Fråga:
Hej! Undrar om vätska verkligen håller samma temperatur som luften i ett rum. Rimligtvis borde det ju vara så men ett badkar fullt med rumsvarmt vatten i är inte skönt att bada i. En rumstempererad öl är däremot inte så värst varm som många får för sig heller.
/Bjarne B, Trollhättan

Svar:
Bjarne! I första hand är det samma förklaring som i fråga 15802: värmeöverföringen mellan vattnet och foten man sticker ner i badkaret är mycket högre än värmeöverföringen till luft. Därför uppfattas en avvikelse från idealtemperaturen 37 grader mer i vatten än i luft.

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!
/Peter E

Se även fråga 15802

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [15802]

Fråga:
Hej Jag skulle vilja ha en lätt förklaring på varför sanden på stranden blir så het när solen skiner. Det är en uppgift jag har gett mina elever men de har svårt att förstå svaret. Hälsningar Åse
/Åse M, Va Ingelstad, vellinge

Svar:
Åse! Jag antar du menar varför sanden blir varmare än luften. Det är två effekter.

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.
/Peter E

Se även fråga 4453 och fråga 13286

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [15648]

Fråga:
Hej! Kanske en udda fråga men jag behöver expertis. Om man tinar kött från djupfryst har jag fått lära mej att göra detta i kallt vatten. Utan att gå in på kvaliteten utan bara tidsaspekten, undrar jag nu vilken som går snabbast att tina i kallt eller varmt vatten? Jag har en gammal förklaring om att det på något sätt har med energiomvandling att göra. De flesta säger ju att "naturligtvis går det fortare i varmt vatten" men jag skulle vilja veta om jag fått allt om bakfoten. Obs endast tidsaspekt.
/Helen L, Vallsta

Svar:
Helen! Det är liksom äggkokning ett enkelt värmeledningsproblem: det gäller att tillföra tillräckligt mycket energi för att köttbiten skall tina. Förutom geometriska faktorer (storlek, form) kommer temperaturdifferensen in i uttrycket, se Heat_conduction . Värmeledningen är nämligen proportionell mot temperaturskillnaden. Så köttbiten tinar snabbare i varmt vatten.

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [15621]

Fråga:
Hej, jag har fundera på ett problem ett tag som vore kanon om man kunde få hjälp med.

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?
/Per D, Nässjö

Svar:
Enligt Thermal_conductivity är värmeledningsförmågan för koppar 401 och för rostfritt stål 12-45 W/(m*K) (sammansättningen av rostfria legeringar varierar). Med det lägre värdet blir förhållandet 401/12=33, så ditt värde är helt rimligt.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [15067]

Fråga:
Hur lång tid tar det att koka bort en liter vatten i en kastrull på spisplattan?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hur lång tid tar det att koka bort en liter vatten i en kastrull på spisplattan?
/alen r, vilunda, upplandsväsby

Svar:
Alen! Först måste vi räkna ut hur mycket energi det krävs. Säg att vi utgår från 1 liter (=1 kg) 10-gradigt vatten.

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [14192]

Fråga:
Tack för hjälpen med fråga 14184. Det jag undrar hur jag kan förklara vattenburen värme i ett hem utifrån de fysikaliska begreppen 1 ledning 2 strömmning och 3 strålning och var sker dessa begrepp i praktiken? ex är det i elementet strömningen sker eller är det i rören till elementet? Tack på förhand
/Kristina Ö, Lärarhögskolan, Stockholm

Svar:
Transporten av värme från värmepannan till elementet sker genom strömning (varm vatten i rören). Ut genom väggen på elementet är ledning. Luften nära elementet värms upp och resten av rummet värms genom strömning.

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.
/Peter E

Se även fråga 14184

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [14184]

Fråga:
Hej ! Har du förslag på hur man på ett enkelt sätt kan förklara vattenburen värme i ett hem för barn?
/Kristina Ö, Lärarhögskolan, Stockholm

Svar:
Hej Kristina! Ett försök:

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.
/Peter E

Se även fråga 14192

Nyckelord: uppvärmning av bostäder [2]; värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [13972]

Fråga:
Frågan gäller konstfrusen is. Enligt ett kylföretag sä krävs effekten 300 kW för att konstfrysa is vid temperaturen 20 grader celsius. Om man endast har ett aggregat på 135 kW, hur varmt får det då högst vara för att fortfarande ha is?
/Åsa E, Parkskolan, Örnsköldsvik

Svar:
I praktiken är detta ett ganska komplicerat system som är svårt att räkna på exakt. Som en första approximation är värmeövergången (P W/m2) över en gränsyta proportionell mot temperaturdifferensen DT mellan den smältande isen (0oC) och omgivningen. För fallet 300kW är DT = 20, så vi får

P/DT = konstant

dvs

300/20 = 135/DT

vilket ger DT = 9 grader, dvs temperaturen 9oC.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [13286]

Fråga:
Hur förklarar man på ett bra sätt värmetransportbegreppen strålning och strömning?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hur förklarar jag på ett bra sätt värmetransportbegreppen strålning och strömning, gärna vardagsnära exempel från hemmet)
/Maria (lärarstuderande) E

Svar:
Maria! Jag skall försöka.

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
När vi kokar en kastrull vatten blir vattnet i botten av kastrullen först uppvärmt eftersom det är närmast värmekällan (kokplattan). Varmt vatten har lägre densitet än kallt, så på grund av tyngdkraften stiger det varma vattnet. Denna "konvektion" blandar vattnet så att även vattnet på ytan blir varmt.

Ledning
Nu häller vi bort vattnet. (Det börjar bli farligt nu, så låt oss bara göra tankeexperimentet!). Kastrullen kommer ganska snabbt att bli mycket varm eftersom den leder värme. Eftersom värme är graden av rörelse hos atomerna, är det inte så svårt att föreställa sig att atomerna från varma delar av kastrullen "knuffar" på atomer i svalare delar, och sätter fart på dem. Detta är emellertid inte särskilt effektivt, utan det är i första hand de fria elektronerna i en metall som svarar för värmeöverföringen. Det är orsaken till att metaller leder värme (och elektricitet) bra, medan t.ex. keramik är en dålig ledare både för värme och elektricitet eftersom det inte har några fria (obundna) elektroner. Se även fråga 3874 .

Strålning
Om vi fortsätter att värma den tomma kastrullen (nu blir det riktigt farligt!), så kommer den till slut börja glöda. Den har då blivit så varm att den börjar skicka ut synlig s.k. temperaturstrålning (elektromagnetisk strålning). Om kroppen är tillräckligt varm är denna strålning i det synliga området (vi kallar strålningen för ljus), medan om temperaturen är lite lägre kallas den värmestrålning. Värmestrålningen kan man uppfatta med handen. Alla kroppar med en temperatur över den absoluta nollpunkten sänder ut någon typ av temperaturstrålning. Se vidare fråga 12564 .

Läs gärna om värme i Nationalencyklopedin .
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [12283]

Fråga:
Om man åker motorcykel i luft som är varmare än kroppstemperaturen, svalkar luften inte då utan blir den varmare mot kroppen? Konstig fråga kanske men vi har haft heta diskussioner om detta så jag hoppas på ett svar.
/Ingalill B

Svar:
Nej det är inte alls en konstig fråga. Din upplevelse av varmt eller kallt beror på hur värmeöverföringen är mellan luften och huden. Om det är helt vindstilla bildas ett isolerande luftlager med nästan samma temperatur som huden. Om det blåser försvinner detta lager, så om vinden är varm upplever du värme, och om den är kall upplever du kyla.
/Peter E

Se även fråga 8261

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [7830]

Fråga:
Om man tar 50 gradigt vatten i en spann och ställer ut i -10 gradig luft samtidigt med en spann med 20 gradigt vatten. Vilken fryser till is först?. Har hört att "varmt" vatten fryser fortast men har svårt att tro på det.
/Claes L, Härryda

Svar:
Det är klart att den kallare i de flesta fall fryser först. Effekten är emellertid relativt väletablerad men utan någon enskild enkel förklaring, se Mpemba_effect .

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.



/KS/lpe

Nyckelord: vatten/is [31]; *vardagsfysik [60]; värmeöverföring/transport [36];

1 http://www.rsc.org/images/nikola-bregovic-entry_tcm18-225169.pdf
2 https://www.picotech.com/library/results/freezing-hot-cold-water

*

Värme [6993]

Fråga:
Hur kan man gå på glödande kol??
/Fredrik B, Videdalsskolan, Malmö

Svar:
Träkol är varmt bara så länge det glöder. När man trampar på det, släcks det omedelbart (inget syre). Kol är poröst. Det innebär att det är en dålig värmeledare och har liten värmekapacitet. Allt detta gör, att den värmemängd som överföres till huden är så liten att den inte skadas.

Vatten har hög värmekapacitet och tar upp värme då det förångas, så våta fötter minskar värmen på fotsulan.

Se vidare Kolvandring och Firewalking .
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

1 http://illvet.se/manniskan/kroppen/hur-kan-man-ga-pa-glodande-kol
2 http://www.vof.se/folkvett/ar-1998/nr-1/konsten-att-ga-pa-glodande-kol/

*

Elektricitet-Magnetism, Materiens innersta-Atomer-Kärnor [3874]

Fråga:
Kan ni ge mig en enkel och bra förklaring på varför vissa metaller leder värme bättre än andra? Inte bara att när en metall har högre värmekonduktivitet leder den värme bättre, utan varför.
/Sara W, Lärarhögskolan, Göteborg

Svar:
Värmeledning är en term inom fysiken som betyder att värme kan förflytta sig genom att ledas i ett material utan att själva materialet flyttar på sig.

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 .
/KS/lpe

Se även fråga 3152

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [4888]

Fråga:
Hur kan det komma sig att det tar 20 minuter att koka en potatis i 100-gradigt vatten, men att det tar drygt en timme att baka en potatis i en 250-gradig ugn? Vänligen Linda Eriksson
/Linda E, K-World, Stockholm

Svar:
Att koka potatis är i princip ett värmeöverföringsproblem. Det gäller att så snabbt som möjligt få en hög temperatur - uppåt 100oC i hela potatisen. Då sker en strukturomvandling (fråga 13169 ) som gör potatisen mjuk.

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.
/KS/lpe

Nyckelord: specifik värmekapacitet [21]; värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [4453]

Fråga:
varför bränner man sig inte i en bastu med 100 grader, men om man skulle hoppa i 100 gradigt vatten. då skulle man få mycket svåra brännskador. varför?
/alen k, kristinebergskolan, oskarshamn

Svar:
Det avgörande är hur varm huden blir. Luft leder värme ganska dåligt. Sitter man i en torrbastu med 100 oC och mäter luftens temperatur 1 mm från huden får man gissningsvis 40 oC. Svett avdunstar hela tiden, och det kyler. Så småningom blir man törstig, men har man något att dricka är det inget problem. Man ska akta sig för att röra metallföremål, för då bränner man sig. Är luften mättad med vattenånga blir det annorlunda, för då kan inte svetten avdunsta. Då klarar man inte ens 50 oC.

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?
/KS

Se även fråga 15802

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [320]

Fråga:
Varför känns 60-gradigt vatten varmare än 90-gradig luft?
/   

Svar:
Känslan av värme beror inte direkt på temperaturen utan av hur mycket värme som överförs till vår hud. Dels är det mycket bättre värmekontakt mellan vatten och hud och dels har vattnet högre värmekapacitet än luft. Därför värmer vattnet huden mycket bättre än luften.

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.
/ GO/lpe

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [1355]

Fråga:
Jag och några vänner har diskuterat följande problem i några år, och tänkte att vi nu äntligen skall få ett korrekt svar. Om man häller vatten på ett bastu aggregat, blir tempraturen i bastun då högre eller lägre?
/Jesper N, Sven Erikson skolan, Borås

Svar:
Temperaturen blir lägre eftersom vattnet kyler aggregatet. Å andra sidan så ökar luftfuktigheten, vilket gör att temperaturen känns högre. Anledningen är att effektiviteten i värmeöverföringen till kroppen blir högre med högre luftfuktighet.
/Peter Ekström

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

*

Värme [1166]

Fråga:
Avsvalnande kaffe
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har fått en fråga, som jag själv inte kan besvara. Kan ni? "Jag ska just börja dricka mitt kaffe när telefonen ringer. Kaffet är redan upphällt och jag funderar om jag ska hälla i mjölken nu eller efter samtalet, om jag vill ha kaffet så varmt som möjligt. Hur ska jag göra?"
/Cecilia H, Mitthögskolan, Östersund

Svar:
Kaffet svalnar genom värmeledning till omgivningen. Det innebär att "avsvalningstakten" är större ju varmare det är - värmetransporten är proportionell mot temperaturskillnaden mellan kaffet och omgivningen.

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.



/GO/lpe

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36]; *vardagsfysik [60];

1 http://www.madsci.org/posts/archives/2000-09/969405728.Ph.r.html

*

Värme [651]

Fråga:
Varför sägs oljefyllda elelement vara bättre än vanlig elelement, båda har väl en verkningsgrad på 100% ?
/Per A, Lth (Är det bara elever får gymnasiet som får ställa frågo här ?), Lund

Svar:
Som Du säger är det klart att all värme i det värmebärande mediet inne i elementet "går ut" i rummet. Verkningsgraden är alltså 100% för båda. Men det finns flera skillnader. Fördelen med olja är att det blir en jämnare uppvärmning och ökad säkerhet, se nedanstående svar från länk 1.

Tillägg 2011-12-31

I assume you mean by "oil radiator" an oil filled radiator, these are like a central heating radiator, but filled with oil with an electric heating element incorporated. This heats the oil which circulates by convection within the radiator giving a fairly even surface temperature. So both the appliances you mention are heated by electricity. With few exceptions, electrical heaters operate at 100% efficiency. You put 1kW of energy in and you get 1kW of energy in the form of heat out. So no difference there. As someone has said, an oil filled radiator takes longer to cool down when turned off, but takes longer to heat up when turned on whereas an electric fire has a more immediate response, so again no difference in energy use there. An oil filled radiator however has two main advantages over an electric fire. It would be safer to use in an attic as there is no exposed hot element to cause a fire if positioned near combustible materials and most come with a built in thermostat to allow the heat ouput to be controlled, so I would go for the radiator.

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.
/Peter E

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36];

1 http://uk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080103072012AAjiIUi
2 http://energimyndigheten.se/sv/hushall/Din-uppvarmning/Elvarme/

*

Värme [545]

Fråga:
Hur kan en ståltermos vara så bra? Min ståltermos håller värmen bättre än min tidigare termos av glas. Glastermosen uppfyller ju alla krav på temperaturbevarande egenskaper men ståltermosen är av metall som vi vet leder värme riktigt bra. Vad är hemligheten?
/

Svar:
Värmet strömmar inifrån termosen och ut dels genom ledning och dels genom strålning. Stål är bra därför att den strålar väldigt lite men dålig därför att den leder värme bra. Men termosen är ju konstruerad så att man har ett lufttomt utrymme i väggen som hindrar värmeledning. Kombinationen gör att ståltermosen är bra. Dessutom går den inte sönder så lätt.

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 .



/GO/lpe

Nyckelord: värmeöverföring/transport [36]; termos [3];

1 http://www.howstuffworks.com/thermos.htm

*

Värme [195]

Fråga:
Vi har en elektrisk äggkokare som bygger på principen att man häller på en viss mängd vatten som sedan får koka bort så att ångan därmed värmer upp äggen. Man kan välja på att få äggen SOFT/MEDIUM/HARD. SOFT kräver minst mängd vatten och HARD störst mängd vatten. Logiskt!

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:
Från Åke Svenstam har vi fått följande 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 [36];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.