Rupesimpa huvikseni miettimään jos vesi on 0 asteista ja siihen laittaa kilon (laatikon muotoinen) punahehkuvan raudanpalan, niin paljonkos vesi lämpeää?
Vettä 10l kattila, entäs jos veden määrän onkin 50l?
Vesikattila on viisaassa huoneessa joka on aina veden lämpöinen joten se ei kylmennä eikä lämmitä.
Paljonko lämpeää
Ntat
7
5300
Vastaukset 7
Tuossa lähdetään liikkeelle laskemalla veden massa. Karkeasti arvioiden veden tiheys on 1000 kg/m^3, joten 10 l vettä painaa 10 kg.
Kaava sille on
m = roo*V , missä roo=tiheys ja V=tilavuus
Samoin toimitaan raudan osalla, tosin pitäisi tietää miten iso raudan pala on kysessä. Raudan tiheys on 7 900 kg/m^3 (noin)
Seuraavaksi lasketaan miten suuret lämpövirta kappaleiden välillä siirtyy rautakimpaleen jäähtyessä. Siihen tarvitaan materiaalien ominaislämpökapasiteeti. Vedelle voidaan käyttää arvoa 4,18 kJ/KgK, raudalle 0,95 kJ/KgK (n. 1000 K) Kaava lämpövirralle on
Q = cmdT , missä c=om.lämpökapasiteetti
m=massa
dT=lämpötilaero
Kun raudan luovuttama lämpömäärä ja veden vastaanottama ovat yhtäsuuret saadaan loppulämpötilalle pyöritettyä yhtälö
T(loppu) = T(vesi,alku) - (m(rauta)c(rauta))/(m(vesi)c(vesi))*(T(rauta,alku-T(vesi,alku))
Tässä olisi jonkinlainen alku. Viisaammat jatkakoot.- kalle
Periaate oikein, mutta kaavassa ehkä hieman korjattavaa.
Yksinkertaisesti voi päätellä seuraavasti:
Veden lämpökapasiteetti 4.4-kertainen rautaan verrattuna ja veden määrä 10-kertainen (10 litraa) tai 50-kertainen (50 litraa).
Siispä rauta jäähtyy asteina suunnilleen 44 tai 220 kertaa niin paljon kuin vesi lämpenee eli vesi lämpenee n. 1/45 tai 1/221 raudan ja veden alkulämpötilojen erosta.
Mikä sitten on punahehkuisen raudan lämpötila.
Tumman punainen korkeintaan muutaman sata astetta ja oranssihehkuinen jossain 700 C-asteen nurkilla.
Oletetaan, että 300 astetta hehkuttaa jossain valaistuksessa punertavalta, niin veden lämpenemiseksi saadaan n. 6.7 astetta (tai 1.4 astetta 50 l tapauksessa).
700-asteinen rauta taas nostaa veden lämpötilaa n. 15.6 astetta (tai 3.2 astetta 50 litran tapauksessa).
- mölkhö
Teen aina silloin tällöin vesikarkaisuja töikseni.
Terästä Fe52 on noin 200-250kg.
Lämmitetään 920:een asteeseen ,keltahehkuiseksi.
Vesi on noin 5 astetta.
Roimastaan teräkset veteen.
Karkaisun jälkeen veden lämpö on noin 35 astetta.- mölkhö
vesisäiliö on noin 200l.
- veksi-53
Ilmeisesti karkaisussa höyrystyy jonkin verran vettä eikä kappaleen anneta olla niin pitkään vedessä, että koko systeemin lämpötasapaino saavutettaisiin.
Vesi siis voi lämmetä mainitsemaasi 35 asteen lämpötilaan ja muutama litra vettä teräksen pintakontaktista haihtuu. Teräsmöykyn sisällä on vielä hyvin paljon lämpöenergiaa vedestä otettaessa. Kappaleen lämpötila nousee karkaisun jälkeen melko korkealle riippuen siitä kuinka kauan sitä on vedessä pidetty.
Tuo teräsmäärä pystyy lämmittämään koko 200 litran kiehumapisteeseen, mutta jaksaa kiehuttaa siitä vain jotain 5-6 litraa ja sitten tasoittua 100-asteiseksi, jos ei muuta lämmönsiirtoa oteta huomioon. Näissä laskuissa teräksen ominaislämpökapasiteettina on käytetty 0.45 kJ/kg/K eikä 0.95 kuten muutamassa aiemmassa viestissä. - mölkhö
veksi-53 kirjoitti:
Ilmeisesti karkaisussa höyrystyy jonkin verran vettä eikä kappaleen anneta olla niin pitkään vedessä, että koko systeemin lämpötasapaino saavutettaisiin.
Vesi siis voi lämmetä mainitsemaasi 35 asteen lämpötilaan ja muutama litra vettä teräksen pintakontaktista haihtuu. Teräsmöykyn sisällä on vielä hyvin paljon lämpöenergiaa vedestä otettaessa. Kappaleen lämpötila nousee karkaisun jälkeen melko korkealle riippuen siitä kuinka kauan sitä on vedessä pidetty.
Tuo teräsmäärä pystyy lämmittämään koko 200 litran kiehumapisteeseen, mutta jaksaa kiehuttaa siitä vain jotain 5-6 litraa ja sitten tasoittua 100-asteiseksi, jos ei muuta lämmönsiirtoa oteta huomioon. Näissä laskuissa teräksen ominaislämpökapasiteettina on käytetty 0.45 kJ/kg/K eikä 0.95 kuten muutamassa aiemmassa viestissä.No se vesimäärä on tietysti 2000 litraa eikä 200.
Siinä tosiaan höyrystyy paljonkin vettä ja kappaleetkin jäävät kokolailla lämpöisiksi.
Osat lisäksi ehtivät jäähtyä muutaman kymmenen astetta uunin ja vesialtaan välillä. - mölkhö
mölkhö kirjoitti:
No se vesimäärä on tietysti 2000 litraa eikä 200.
Siinä tosiaan höyrystyy paljonkin vettä ja kappaleetkin jäävät kokolailla lämpöisiksi.
Osat lisäksi ehtivät jäähtyä muutaman kymmenen astetta uunin ja vesialtaan välillä.Tuosta massasta puuttuu vielä karkaisuhäkin paino.
Se saattaa olla yli 100 kg sekin.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
- 1591286
- 1121019
Tämä meidän välinen tilanne
Se on tosi raskas mulle. Ihminen, jota haluan eniten elämääni, ihanin olento, enkä koskaan pääse näkemään häntä. Sydämen35778Mitä Kärnässä tapahtui?
Sinnen meni ambulanssi, paloauto, poliisiauto ja poliisimoottoripyörä.9733Rakastamisesi tarkoitus
Mikä oli kaiken tarkoitus? En sitä tiedä, en ymmärrä. Olet mielessäni, alati. Olen miettinyt. Ei sillä taida olla merki53726- 70688
En ole hetkeen sinulle kirjoittanut nainen
Vieläkin ajattelen sinua, jos voit uskoa. Tunteet minussa huutavat toivoa ja rakkautta, kun kylmä loogisuus taas pistää50662- 65621
Hoikkana olet pysynyt, ja nättinä
Iloa silmille vähän liikaakin. Ei uskalla aina edes katsoa. Tulee liikaa kaipausta. Yhdelle ihanalle23601Mitä eroavaisuuksia sinulla on
kaivattusi kanssa? Esim. luonteessa. Haittaavatko erot vai ovatko vain rikkaus?67578