Pyöreässä metallivadissa, jonka halkaisija on 40 cm, on 10 cm paksuudelta 20,0-asteista vettä. Ympäristössä on tasan 20 asteen lämpötila, normaali ilmanpaine ja 20% suhteellinen ilmankosteus. Vuorokauden kuluttua osa vedestä on haihtunut. Mikä on jäljelle jääneen veden lämpötila?
Veden lämpötila
Anonyymi
443078
0Äänestä
Muut lukivat myös
Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastainen viesti.
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 44
Vanhimmat
Osa veden lämpötilasta on haihtunut.
Kokeile. Haihtuminen pyrkii jäähdyttämään astiassa olevan veden ympäröivää ilmaa vastaavaan märkälämpötilaan mutta haihtumisesta ja lämpötilaeroista aiheutuvat ilmavirtaukset astian ohi nostavat sen lämpötilaa.
on teillä typeriä vastauksia, jopa minä osaisin tuohon jotain sanoa, mutten sano
suurin typeryys on tämä suomi24.fi:n uusi systeemi, kun me kaikki ollaan anonyymejä
Kysymyksellä todennäköisesti haetaan märkälämpötilaa ja oletetaan että ilmavirtojen aiheuttama lämmitys on mitätöntä verrattuna veden haihtumiseen liittyvään jäähdytykseen.
Puhdas mutu-arvaus on jotain 18..19 asteen välissä. Ei tätä taida kukaan osata laskea.
Ei+kai+tuo+nyt+niin+hankala+ole!+20%+ja+20°C++→+abs.kosteus+on+x+=+0,622*0,20*2,337/(101,3-0,20*2,337)+=+0,00288,+rajapinnan+välittömässä+läheisyydessä+x'+=+0,622*1,00*2,337/(101,3-1,00*2,337)+=+0,01469.+Aineensiirtokerroin+veden+pinnalla+on+s+=+h/c,+jossa+h+=+vastaava+lämmönsiirtokerroin+eli+noin+5-10+W/m²K+ja+c+=+ilman+ominaislämpö+eli+1000+J/kgK+→+s+=+5/1000=0,005++kg/s,m².+
Päätelmäsi lämpötilasta ovat täysin oikeat, mutta laskelmasi haihtumisesta ei mitenkään voi pitää paikkaansa! Olettaen, että vesi haihtuu avoimeen tilaan, jonka kosteus pysyy vakiona eikä kasva, vettä siis haihtuisi noin 6,5 desilitraa vuorokaudessa. (En käy nyt tarkastamaan laskujasi.)
Jos oletamme, kuten tulisi olettaa, että päämekanismi haihtumiselle on difuusio, eikä erityistä konvektiovirtausta ole, konsentraatiorajakerros on paljon suurempi kuin kuvittelet. Kun vesi on suojassa vadissa, rajakerroksen osuus on arvioitava uudelleen ja erikseen, vaikka seos olisikin homogeeninen. Ulkoisen virtausnopeuden ollessa nolla tai hyvin lähellä nollaa, rajapintaan muodostuu eristävä kerros, joka hidastaa haihtumista.
Sen sijaan, ellei vadissa ole veden suhteen suojaavia laitoja eikä sellaisia myöskään haihtumisen myötä synny, konvektiovirtausta ei voida estää. Tällöin difuusio ei enää olekaan päämekanismi. Ilmavirta on avauksen tapauksessa kuitenkin oletettava nollaksi, eikä märkälämpötilaa erikseen ole olemassa.
Otitko veden haihtumisessa huomioon, että α = 4 2.4v W/m2K, siten, että v on arvioitava nollaksi?
no mikäs sinun laskelmasi tulos on (kg/d)?
Lewisin+luvuksi+saadaan+1,196.
Ilman kylläisyys lähellä pintaa täyttyy höyrystymisen alkaessa hyvin nopeasti, mikä estää höyrystymisen kasvamista.
Uimahalleissa kokemusperäinen haihtuminen on, kun allas ei ole käytössä, noin 0,0022 kg/m²s.
Laskelma antaa 0,0153 kg/h eli 0,37 l/vrk.
https://www.engineeringtoolbox.com/evaporation-water-surface-d_690.html
eli laskelmani oli likimain oikein, käytin ehkä liian suurta h arvoa..
martta00
Pistäkää ihmeessä vati huoneeseen vaakan päälle (noin) avauksen olosuhteisiin. Mitä korkeammat reunat vadissa ja mitä vähemmän illmanvaihtoa, sen varmemmin haihtuma jää myös alle 0,37 l/vrk.
Huomenna olemme viisaampia.
mutta eihän sitä kysytty!
Mitä sitten, ja sitä paitsi välillisesti kyllä kysyttiin? Ellei haihtuman määrää kykene laskemaan, jäljelle jäävän veden lämpötilan laskeminenkin on mahdotonta.
Täällä on nyt esitetty mitä ihmeellisimpiä arvauksia, mutta osa lukijoista on aivan oikein pyrkinyt laskemaan asiaa todellisten kaavojen mukaan. Jos eräänkin laskelman mukaan haihtuma on lähes seitsemän desilitraa (0,7 litran europullo) vuorokaudessa, lämpötilan muutos on selkeästi mitattavissa tarkalla mittarilla.
Kyse on siitä, tuleeko laskelmissa käyttää difuusiota vaiko konvektiota. Ilmiselvästi on osoitettu, että (pakotetun) konvektion käyttö on mahdotonta, joten laskelmiin tulisi soveltaa diffuusiota. Jos ja kun vadissa olevat laidat estävät tehokkaan konvektion, ilman ja vesipinnan väliin muodostuu eristävä välikerros, jossa sijaitsevan höyrynpaineen tunteminen olisi täysin oleellista. Sen laskemiseen kukaan ei ole osoittanut vielä mallia. Mitä syvempi vati on ja mitä vähemmäksi jäljelle jäävän veden määrä käy, sen pienempi difuusio ja konvektio ja edelleen: sitä pienempi on haihtuma.
Ymmärrätkö nyt, että avauksen kysymys vaatii todellista asian ymmärtämistä, eikä siis ole aivan helppo.
Ihan saakelin älytön laskutoimitus. Näitä lueskellessa tuntee kyllä itsensä todella vähäjärkiseksi.
Haihtuminen+on+niin+hidasta+että+lämpötilan+muutosta+ei+ole+havaittavissa.+Kysytty+lämpötila+on+edelleen+20,0+astetta,+vaikka+ilma+onkin+niin+kuivaa+(20+%),+että+vesihöyry+haihtuu+ympäröivään+ilmaan.
Matemaattisesti tms. haettua vastausta annetuilla vajavaisilla lähtötiedoilla ei edes voitaisi löytää. Vati on yleensä alaosastaan supistuva astia, siis annetuilla mittatiedoilla vesimäärää ei voida tietää, ilmoitettua haihtuman määrääkään ei ilmoiteta eikä myöskään ilmoiteta, miten suuressa tilassa vati sijaitsee. Jos nimittäin vati on vaikka yhden kuutiometrin tilassa, haihtuvuus alkaa pian nostaa ympäristön suhteellista kosteutta ja niiltä osin tilanne muuttuu, jos taas vati sijaitsee avoimessa ympäristössä, vaikka ulkona, muu tila on niin valtavan suuri, ettei haihtuminen kykene ympäristön suhteellista kosteutta merkittävästi nostamaan. Eli jos vati sijaitsee vaikka kuutiometrin suljetussa tilassa, haihtuma alkaa pienentyä merkittävästi aika nopeastikin.
Mutta onneksi oikea vastaus on yksinkertaisesti, että vadissa oleva vesi pyrkii itsepintaisesti pysymään samassa lämpötilassa ympäristön kanssa, mitään yhden- kahden asteen eroja on turha odottaa. Jos vadissa on alkuun 10 litraa 20- asteista vettä, siellä on 20- asteista vettä vielä kun vedestä on jo 9 litraa haihtunut pois. Muutoinhan vesi olisi jo lähes pakkasella jos sen lämpötila pelkästään yhden vrk aikana putoaisi asteen- kaksi!
Veden lämpötilassa toki tapahtuu pieniä muutoksia, annetuilla lähtötiedoilla niitä ei vain ole mahdollista selvittää, sikäli tyypillinen sivuston kysymys!
Diffuusiovakio (Pruppacher and Klett (1997):
Dv = 2.11 * (Ta/273.15)exp1.94 * (Po/Pa)×10−5 [m2 s−1], missä
Ta = ilman lämpötila (K)
Po = ilmanpaine NTP (101 325 Pa)
Pa = ilmanpaine nyt (Pa)
Nyt Dv = 0,0705 m²/s.
Massavirtaus eli vuo Fickin diffuusiolaista
Fm = -Dv * (dC/dz), missä
dC = muutos aineen konsentraatiossa tai massassa (kg tai mol/m3)
dZ = muutos pituus- tai korkeusasemassa (m)
Tarkastellaan difuusiomuutosta 10 mm vesipinnan yläpuolella.
Nyt Fm = 0,0705 * (0,00042/0,01) m²/s * mol/m3 ^1/m = 0,00296 mol/m2-s
0,00296 * 0,018 * 0,126 * 3600 x 24 mol/m2-s * kg/mol * m2 * s/h * h/vrk = 0,08 kg/vrk
Haihtuma on 0,08 kg/vrk eli 80 grammaa, kun konvektio on nolla. Lämpötilavaikutus ei ole tavanomaisin keinoin mitattavissa, sillä astian seinämien kautta lämpöä siirtyy takaisin veteen.
"astian seinämien kautta lämpöä siirtyy takaisin veteen. "
Mistä tuon keksit?
Onko metallivati alumiinia vai peltiä vai emaloitua peltiä ja onko se eristetty? Johtuuko metallin läpi lämpöä lämpimästä kylmään? En tiedä mutta tuskin. Nykyisin vadit on muovivateja.
Keksin? Minkä keksin, Dominonko vai Jaffakeksin?
Kun+vadin+ympärillä+ilma+ei+vaihdu,+haihtuminen+voidaan+laskea+vakiolla+0,00005+kg/m2-h-Pa+(Meyer).
Korjaan vielä hieman tuota yllä olevaa laskelmaani. Jos h = 4 W/m²K (liikkumaton ilma) ja c = 1,022 kJ/kgK ja Lewisin luku = 1, niin massavirta on 4/1022*(0,01469-0,00268)*0,126 = 5,92E-6 kg/s eli 0,021 kg/h eli 0,51 kg/d.
Jäähtymisteho saadaan helpoimmin entalpioiden avulla 4/1,022*(57,4 - 26,9)*0,126 = 15,0 W. Tuo 57,4 kJ7kg on kostean ilman entalpia veden pinnan läheisyydessä ja 26,9 kJ/kg kauempana.
martta00
Tällä hetkellä hiemankaan uskottavat arvot haihtumalle ovat 0,08 kg /vrk ... 0,51 kg/vrk. Joku on sentään (osannut) ja vaivautunut tekemään laskelmia, josta omasta puolestani kiitos.
Kun haihtuma on tiedossa, myös lämpötilan muutos saadaan tietoon. Siitä tosin kaikki taisivat olla yhtä mieltä paitsi "keksimies".
Jos pitäisi lyödä asiassa vetoa, veikkaisin haihtuman edellisten puoleen väliin eli 0,3 kg/vrk.
Pistän uunipellille vettä ja käyn mittaamaan painoja ennen ja jälkeen, ilmoitan huomenna tuloksia.
(Kiitos avaajalle, oli ihan mielenkiintoinen kysymys.)
Tuloksia:
Veden ominaishöyrytymislämpö on 2256 kJ/kg, joten vedestä haihtuu vuorokaudessa 0,14 kg/vrk * 2256 kJ/kg = 315 kJ/vrk ja siten 13,16 kJ/h.
Edellinen vastaa tehoksi muutettuna 13,16 / 3600 kWs/s = 3,7 wattia ja lämmöksi muutettuna alkuperäisessä laskelmassa noin 10 kiloa vettä jäähtyy tunnissa 0,315 astetta. Edellyttäen, että vadin ympärillä on ääretön (riittävä) määrä ilmaa, todellista jäähtymistä ei tapahdu, sillä ilman lämpö siirtyy (johtuu) veteen vadin pintojen läpi.
Hienoja laskelmia, varsinkin kun yksikään niiden tekijöistä ei ole kiinnostunut edes vadin muodoista! Mikä on esim. sellainen määre kuin kWs/s? Siis mitä tarkoittaa kilowattisenkunti per sekunti?
Ja noin muuten, se vadissa olevan veden lämpötila pysyy sitkeästi samassa lämpötilassa ympäristön lämpötilan kanssa, olipa vaikea kysymys?
Ellette usko, mittailkaa...
Et taida itse olla mikään fysiikkaa tai fysikaalista kemiaa yläkoulun oppimäärää enempää lukenut henkilö? Oletko ja ellet ole, kannattaisi ehkä pysyä maailman menoa ja marttakerho -foorumilla, siellä sinäkin pystyisit kentien pätemään taidoillasi. Ellet usko, niin kokeile edes!
Mittailemisiin...
Diffuusiovakio (Pruppacher and Klett (1997):
Dv = 2.11 * (Ta/273.15)exp1.94 * (Po/Pa)×10−5 [m2 s−1], missä
Ta = ilman lämpötila (K)
Po = ilmanpaine NTP (101 325 Pa)
Pa = ilmanpaine nyt (Pa)
Nyt Dv = 0,0705 m²/s.
Massavirtaus eli vuo Fickin diffuusiolaista
Fm = -Dv * (dC/dz), missä
dC = muutos aineen konsentraatiossa tai massassa (kg tai mol/m3)
dZ = muutos pituus- tai korkeusasemassa (m)
Tarkastellaan difuusiomuutosta 40 mm (aikaisemmin 10 mm) vesipinnan yläpuolella.
Nyt Fm = 0,0705 * (0,00042/0,04) m²/s * mol/m3 ^1/m = 0,00074 mol/m2-s
0,00074 * 0,018 * 0,126 * 3600 x 24 mol/m2-s * kg/mol * m2 * s/h * h/vrk = 0,145 kg/vrk
Teoreettinen haihtuma on 0,145 kg/vrk eli 145 grammaa, kun konvektio on nolla, ja käytettävä difuusiomuutos 40 mm korkeudelta vesipinnan yläpuolelta. Lämpötilavaikutus ei ole tavanomaisin keinoin mitattavissa, sillä astian seinämien kautta lämpöä siirtyy takaisin veteen.
>>>>> Edellinen vastaa tehoksi muutettuna 13,16 / 3600 kWs/s = 3,7 wattia ja lämmöksi muutettuna alkuperäisessä laskelmassa noin 10 kiloa vettä jäähtyy tunnissa 0,315 astetta. Edellyttäen, että vadin ympärillä on ääretön (riittävä) määrä ilmaa, todellista jäähtymistä ei tapahdu, sillä ilman lämpö siirtyy (johtuu) veteen vadin pintojen läpi. <<<<<
Veden lämpötila siis vaihtelee keskimäärin välillä 19,7 - 20,0 astetta C.
Vadissa on kuitenkin löydettävissä lämpötilagradientti ts. veden pintalämpötila saattaa laskea haihtumisen seurauksena huomattavastikin, mutta lämpötila pysyy keskimäärin muuttumattomana. Jos oletetaan, että suurin osa lämmöstä haihtuisi ylimmän yhden sentin korkeudelta, pintaveden lämpötila saattaisi laskea hetkellisesti, siis ennen tasaantumista, jopa yhdellä...kolmella asteella. Hieman viilentynyt pintavesi vajoaa kuitenkin lopulta suuremman tiheytensä vuoksi alempiin kerroksiin.
Tarkalla lämpömittarilla veden lämpötila vadin eri kerroksissa on kyllä mitattavissa.
Lienee selviö, että veden lämpötila on vuorokauden kuluttua ympäristöä alempi. Toki seinämien kautta virtaa lämpöä haihtumisen jäähdyttämään veteen. Mutta jotta näin tapahtuisi, on oltava se lämpötilaero. Jossain on kuitenkin se lämpötilan tasapainopiste. Mutta jos yksinkerttaistetaan tilannetta niin, että astia on laskujen kannalta lämpöä eristävä, jolloin vain haihtuminen tarvitsee huomioida.
Pisti vielä silmään tämä: " alkuperäisessä laskelmassa noin 10 kiloa vettä jäähtyy tunnissa 0,315 astetta", josta seuraavassa viestissä: "Veden lämpötila siis vaihtelee keskimäärin välillä 19,7 - 20,0 astetta C.". Kysyttiin kuitenkin lämpötilaa vuorokauden, eikä tunnin kuluttua.
Lämpötilan laskua tunnissa 0,315 astetta ja 24 tunnissa tietysti 7,56 astetta, eli veden lämpötila vuorokauden kuluttua olisi 12,44 astetta. Tämähän on helppoa kuin heinänteko kun tämän osaa. Ja erityisesti jos uskoo...
Kas kun et väitä että vesi on kolmen päivän kuluttua jäässä. Se on silloin helppoa kuin heinänteko ja saman periaatteen mukaisesti vesi ei järvissä ja merissä koskaan kesällä lämpene, koska haihtuma on niin kovaa. Jäässähän ne bruukaavat kesäisin olla.
Kun kysyjä kysyy esimerkkitapauksessaan, että mikä on veden lämpötila vuorokauden kuluttua, mikä se sitten sinusta on, jätit kertomatta. Esität sen sijaan teorioitasi veden jäätymisestä, missä asuu ajatustesi ydinidea? ( Jos mitään sellaista lainkaan löytyy ).
Ja ihan ohimenevä huomautus: Kysyjä ei käsittele tilannetta, jossa ympäristön lämpötila olennaisesti muuttuu ja astiassa olevan vedenkin lämpötila siksi muuttuu! Järvivesien lämpötila kun lämpenee kesäkaudella kun ilman lämpötila nousee ja päinvastoin.
Minä vain esitän väitteeni matemaattisesti osaavampien tällä sivulla aiemmin esittämiin laskelmiin pohjautuen, esim. 14.5 klo 11:21, 15.5 klo 12:20 ja 16.5 klo 13:02 on kerrottu miten vei jäähtyy tunnin kuluessa. Jos vesi tunnin aikana jäähtyy 0,315 astetta ja jäähtyminen samaan tahtiin jatkuu, veden lämpötila vuorokauden kuluttua on 12,44 astetta. Ja aivan totta, jos jäähtyminen samaan tahtiin jatkuu, kolmen vuorokauden kuluttua vesi pyrkii jo jäätymään.
Ja sinusta se ei ole uskottavaa, kas kun se ei ole minustakaan uskottavaa, etkö tajua että kyseenalaistin kommentillani koko jäähtymisteoria kirjoittajan jutun, et tajua, et tajua, et tajua. Lue kaikki sivun kommentit vielä kerran ajatuksella ja rauhassa, vaikka sittenkään et todennäköisesti tajua, kun et tajua, niin et tajua etkä tajua!
"Ja sinusta se ei ole uskottavaa, kas kun se ei ole minustakaan uskottavaa, etkö tajua että kyseenalaistin kommentillani koko jäähtymisteoria kirjoittajan jutun, et tajua, et tajua, et tajua. Lue kaikki sivun kommentit vielä kerran ajatuksella ja rauhassa, vaikka sittenkään et todennäköisesti tajua, kun et tajua, niin et tajua etkä tajua! "
Tuon kirjoittajan kommentti on itse-itsensä-selittävä. Hyvää jatkoa.
Entä mitä mieltä sinä olet tästä veden lämpötilasta tms. asioista?
Hyvää jatkoa!
Jos sama vesimäärä laitetaan neliskulmaiseen astiaan, mikä on veden lämpötila vastaavissa olosuhteissa vuorokauden kuluttua?
Minulla olisi sama kysymys kolmikulmaisesta, viisikulmaisesta ja tähden muotoisesta astiasta. Mitä jos muoto on epämääräinen?
Jäljelle jäävän veden lämpötila on 19 tai 20 celsiusta
vastaisin muuten mutta yhtälö on mahdoton laskea kun ei kerrota sen vadin lämpötilaa
Voisitko antaa vastauksesi kahdenkymmenen asteen tarkkuudella ja sen kaavan, jolla laskisit asian, jos vadin lämpötila olisi tiedossa? Noista tiedosita olisi suuri apu. Annathan ainakin tuon kaavan, jolla pääsen eteen päin.
Onko kukaan ottanut huomioon iman olevakosteuden huomioon ilman kosteus on aika suuri uimahallissa muutenkin ja mitä lämpimämpää sitä enemän on huoneen kosteuskin jos ympäristön kosteus mitä suurempi sitä hitaampää on myös veden haihtuminen jos haluaa konkreettisesti manuaalisesti tutkia pitää mitatamyös ympärillä olevan ilmankosteuden myös samoin lämpötilan.