Kezdőoldal » Tudományok » Természettudományok » Milyen adatokból jön ki, hogy...

Milyen adatokból jön ki, hogy 1W 1liter vizet 1 óra alatt 1°C-al emel meg?

Figyelt kérdés
Meg ez milyen környezeti hőmérsékleten van így? Mert szerintem -20°C-ba több hőt von el a környezet, mint +20°C-on, így nem emelkedhet ugyanannyit a hőmérséklete.

2014. dec. 15. 22:50
1 2
 1/15 anonim ***** válasza:
100%

1 gramm víz 1°C-val való melegítése egy kalória, azaz 4,184 Joule. 1 liter víz (ha 1 g/cm^3 sűrűséggel számolunk) 1000 gramm, így ehhez 4184 Joule kell.

Ha ezt egy mp alatt teszi meg, akkor 4184 watt a teljesítménye. Ha egy óra alatt, akkor 4184/3600=1,16 watt teljesítmény kell. Így nem 1 W hanem 1,16 W kell. És ez hőmérséklettől független, a környezeti hatást elhanyagoljuk mivel ideálisak a körülmények. Nem ideális körülményekkel meg nem lehet kiszámolni.

2014. dec. 15. 23:15
Hasznos számodra ez a válasz?
 2/15 Silber ***** válasza:

A -20°C-os és +20°C-os környezeti hőmérséklet esetén természetesen egységnyi idő alatt más-más mennyiségű hőenergia áramlik át, azaz eltérő a fűtési teljesítmény (ami még függ ezernyi más paramétertől is).

Azonban mivel megadtad a hőátadás teljesítményét, így nincs értelme a továbbiakban a környezeti hőmérsékletekről és hőátadási paraméterekről beszélni.


A felhasználható képletek:

P=Q/t

Q=m*c*(T2-T1), ahol:


P - a fűtési teljesítmény (W)

Q - az átadott hőmennyiség (J)

t - idő (s)

m - a víz tömege (Kg)

c - a víz fajhője (J/[kg*°C])

Ti - a víz hőmérséklete kezdeti- és végállapotban (°C)


Egyesítve:

P*t=m*c*(T2-T1)

Mivel a képletben minden változót megadtál (c irodalmi adat), nincs mit kiszámolni. Ezesetben számoljuk ki, hogy 1W hőteljesítmény 1h alatt hány °C-kal emeli meg a víz hőmérsékletét.


Átrendezve:

T2-T1=P*t/(m*c)=1*3600/(1*4186)=0,86 °C


Tehát igencsak alulról súrolja az 1°C változást.

2014. dec. 15. 23:21
Hasznos számodra ez a válasz?
 3/15 A kérdező kommentje:
Köszönöm! Egy csomó számolásban radiátoros fórumokon még 1 fölöttit szoktak írni, és mindenhol mást. Viszont miért felesleges a hőátadásról beszélni? Tegyük fel, hogy az udvaron van egy 1W-os fűtőtest, és ráteszek 1l 5°C-os vizet egyszer -20°-ba, egyszer +20°C-ba, és egy óra múlva megmérem a hőmérsékletét! Lehet, hogy -20°C-ba az 1W fűtés ahhoz sem elég, hogy ne fagyjon meg, nemhogy melegítse.
2014. dec. 17. 05:39
 4/15 Silber ***** válasza:

Mert ikét fontos dolgot is figyelembe kell venni:

- Minek hatására történik meg a hőátadás

- Veszteségek


1.: Hő csak akkor mehet át egyik testről a másikra, ha azok hőmérsékletében különbség van, és csakis a melegebb helyről mehet a hidegebb felé. Minél nagyobb a hőmérsékletek közti különbség, annál nagyobb mértékű lesz a hőáramlás volumene is. Tehát, ha 5°C a hőmérsékletkülönbség az nem generál akkora hőáramlást a két test között, mintha 100°C lenne. Utóbbi esetben sokkal nagyobb. Ezt a hőmérsékletkülönbségre szoktunk még úgy referálni, mint "hajtóerő". Ha a két test termikus egyensúlyban van (dT=0), nem jelentkezik hőáramlás. Tehát a hőáramlás hajtóereje a hőmérsékletkülönbség.


2.: Fontos kikötni, hogy az 1W mire vonatkozik. A kérdés eredeti szövegében 1W-nyi hőteljesítmény az, ami már elér a melegítendő közeghez. Az teljesen mindegy, hogy a fűtőtestnek mekkora volt az eredeti fűtőteljesítménye, a vízhez az 1W érkezik el.

Utóbbi esetben te már a fűtőtest hőteljesítményét adtad meg, ezesetben pedig nem 1W fog megérkezni a vízhez (hacsak nem tökéletesen szigetelt rendszerről beszélünk). A fűtőtest reális esetben egyszerre ad át hőt a melegítendő közegnek (víz), valamint van veszteség is, amely a környezet irányába jelentkezik. Tehát az 1W-nyi fűtőteljesítmény egy része a vízmelegítésre fordítódik, másik része a környezetére. Itt jönnek képbe a hőmérsékletek.

Mint mondtam, nagyobb hőmérsékletkülönbség hatására nagyobb hőáram jelentkezik. Tehát a veszteségként jelentkező -20°C-os környezeti levegő melegítésére nagyonn hőáram fog fordítódni, azaz csökkenni fog a vízmelegítésre szolgáló hőteljesítmény. A veszteség +20°C-os levegőhőmérséklet esetén is jelentkezik, azonban a 40°C-os hőmérséklet-csökkenés jelentősen csökkenti a hőveszteség mértékét.

2014. dec. 17. 12:10
Hasznos számodra ez a válasz?
 5/15 A kérdező kommentje:
Én is ezt írtam. Én mondjuk alapból úgy értettem, hogy 1W-os a fűtőtest teljesítménye, de ahogy te is írtad, ha feltételezzük, hogy a víz, és a fűtőtest közt ugyanolyan a termikus kapcsolat, akkor is nagymértékben függ a külső hőmérséklettől az 1 órával későbbi mérés, ha a fűtőtest másik fele levegőn van, meg akkor is, ha szuper szigetelés van rajta. +20°C-on a levegő is melegíti a vizet, -20°C-on hűti. Ennél fogva nagyon is fontos a környezeti hőmérséklet. És ha azt akarom tudni, hogy mekkora teljesítmény kell valamihez, akkor nem számolhatok azzal, hogy 1W-ot kap pont azért, mert az, hogy mennyit kap a környező hőmérséklettel arányos, nem tőlem függ. Számít a fűtőtest teljesítménye, a szigetelése, a hővezetés a vízhez, a víz és környezet szigetelése. De ha még egyszerűbb dologra gondolunk, annál se mindegy. Legyen csak 1W-os fűtőtest! Hogy tudom meg, hogy hány fokos lesz +-20°C-on, ha feltételezzük, hogy ugyanolyan marad a térfogata, és felülete, és tömege? És ez még csak a külső hőmérséklet. Lehet nedves, és akkor párologtat és hűl, és/vagy fújhatja bizonyos erősségű szél.
2014. dec. 17. 20:39
 6/15 Silber ***** válasza:

Erről beszéltem egészen eddig...

Ha azt mondjuk, hogy 1W-os a fűtőtest akkor NEM tudjuk megmondani a vizet ért hőteljesítményt. Ezt befolyásolják többek között azok a paraméterek, amelyeket te is említettél.

Akkor tudjuk csak pontosan megmondani, ha a víz által felvett fűtőteljesítményt vesszük 1W-nak.

2014. dec. 17. 21:04
Hasznos számodra ez a válasz?
 7/15 A kérdező kommentje:
De a víz által felvett fűtőteljesítményt NEM vehetjük 1W-nak. Hogy vehetnénk? Azt tudhatjuk, mennyi a fűtő teljesítménye. Ekkor valahogy ki kell számolni, hogy olyan környezetbe hány fok lesz a víz. Vagy azt tudhatjuk, hogy hány fokos vizet akarunk, és ahhoz ki kell számolni, hogy hány Wattos fűtőtest kell. Mit akarhatok úgy, hogy alapból tudom, és hogy tudhatom, hogy hány Wattot vesz fel a víz? Valamekkora hőkülönbség valamekkora teljesítményben nem számolható? Mert akkor már mindjárt másabb, ha tudom, hogy van az 5 fokos víz+1W+/\15°C, vagy 5°C víz+1W-/\25°C akkor ha tudom, hogy a /\1°C=?W, akkor tudom, hogy hány Wattot kap vagy veszít a víz, és ebből már meg lehet állapítani, hogy hány fokos. Legalábbis pontosabban, mintha semmit nem veszünk figyelembe. De amúgy azt, hogy 1W-ot kap a víz, csak úgy lehet állítani, ha pl. feltételezzük, hogy mint a gázrózsa, mondjuk 70%-át adja a víznek. Ha így lenne, és a 70%-a 1W, és 1W-ot kap a víz, akkor is ugyanúgy megfagy -20°C-ba. Akkor ha valaki főzni akar egy teát -20°C-ba, akkor nem lehet kiszámolni, hogy mekkora teljesítmény szükséges hozzá, csak vessen be mindent és hátha sikerül? Ha a Marson lennél, és merül a létfenntartó rendszer akkupakkja, akkor csak ki akarnád számolni, hogy egy teafőzés mennyit von el. :D
2014. dec. 17. 22:33
 8/15 Silber ***** válasza:

Amit te szeretnél, az az ún. szimuláció, amely egy matematikai modellrendszer (tehát valóság-egyszerűsítés) által számol ki egy KÖZELÍTŐ eredményt. Aki a víz paramétereinek tudta nélkül megmondja neked, hogy pontosan mekkora része fog hasznos teljesítményként jelentkezni a vízmelegítés során bármely körülmények között is van az, hazudik. Csak pár fontos dolog, amely befolyással van rá:

- A melegítő- és melegítendő közeg anyagi minősége, és hőmérséklete

- A rendszer, és a hőátadó felület nagysága (geometria)

- A hőközlés módja

- A hőközlés iránya

- A rendszer felépítése, térfogata

- Edény vastagsága, geometriája, azok hővezetési tényezője

- Az égőfej tisztasága, mennyire képes tökéletes égést biztosítani

- Az áramlási sebesség

- A környezeti levegő hőmérséklete, páratartalma, a levegő kicserélődésének mértéke

- Mindezen fenti paraméterek nyomás- és hőmérsékletfüggése

- Stb.


Ezeket mind-mind bele kéne gyúrni egy egyenletbe, amelyet viszont csak kísérleti úton lehet megállapítani. Nem hiába létezik olyan sok-sok egyenlet a Nusselt-szám kiszámítására is, melyek különféle állapotokra vonatkoznak bizonyos határokon belül:

[link]

[link]

[link]

2014. dec. 17. 23:18
Hasznos számodra ez a válasz?
 9/15 A kérdező kommentje:

Na és amúgy, ha mikróval melegítem, hogy kell számolni, ha figyelembe akarom venni, hogy a víz fajhője

szilárd (0 °C) 2,114 folyadék (25 °C) 4,1813 gőz (100 °C) 2,080 kJ kg−1 K−1 Wiki szerint. A te leírásod érthetőbb volt mint ezek a -1-ediken, de gondolom a képletedbe *1000-el lehet átváltani. Viszont kb. az egész intervallumot akarom venni. Szóval, hideg víz, mondjuk 5°C-os felforralásához szükséges idő azonos teljesítmény mellett nem lehet lineáris. Jó attól sem, hogy minél melegebb, annál gyorsabban hűl, és több energia, vagy idő kell ugyanannyi melegítéshez, de ezen kívül, ha a képletedbe fele akkora hőkapacitást teszek fele annyi idő jön ki. És fele akkora amíg hideg, és mikor forró.

2014. dec. 26. 22:50
 10/15 Silber ***** válasza:

1.: És eljutunk megint az előző esethez, mert tudjuk a teljesítményt (illetőleg a mikrohullámú sütő által felvett névleges teljesítményt), de nem tudjuk ebből mennyi fog melegítésre fordítódni. Mindezt cifrázza az, hogy a sugárzással történő hőátadás kezelése jóval komplexebb téma, mint a szimpla konvekciós, vagy kondukciós.

2.: Komoly hőtanismereti hiányosságokkal rendelkezel. Ajánlom, olvass utána a következő fogalmaknak:

- Fajhő

- Olvadáshő (fagyáshő)

- Párolgáshő (forráshő, rejtett hő, látens hő)

- Fourier I. törvénye

- Teljesítmény, hasznos (effektív) teljesítmény

- Negatív hatvány


Valamint amelyekre értelmezhető, azok hőmérséklet- és nyomásfüggését.

2014. dec. 26. 23:17
Hasznos számodra ez a válasz?
1 2

Kapcsolódó kérdések:




Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!