Någon fysiker här? Hur mycket kyleffekt ger vatten i varmt rum? - Kolozzeum Forum

svag74 · 2013-08-04, 17:44

Brukar fylla slasken med kallvatten när det är riktigt varmt inne.
Är typ 26C inne nu, och vattnet är 11C, så borde hjälpa kyla en del.

Om vi säger att jag fyller upp 15L vatten, så måste det väl gå att räkna ut en kyleffekt i watt som detta kommer ha?
Troligen blir väl den effekten då som störst i början, och minskar sedan vartefter temperaturen på vattnet stiger, precis som varm vätska avger mer värme i början än när det börjat jämna ut sig.

Kvittar mina 15L 11C t.ex. ut min dator som drar 85W när den är på?
Jag har inte ens en vild gissning, men skulle vara spännande att veta, om det går att räkna så

Med reservation för feltänk eller andra dumheter, helt död i värmen

kalle_kula · 2013-08-04, 17:51

Sånt här är inte helt lätt att räkna på men någon uppskattning borde väl gå bra.
Vattnets specifika värmekapacitet är 4,2kJ / (kg*K). Det betyder alltså att man behöver tillföra 4200J värmeenergi för att höja temperaturen en grad för ett kg vatten.

Din balja rymmer 15kg vatten. Vattnets temperatur kommer att öka ca 15 grader.
När vattnet når ca 26 grader har det tagit upp 4,2KJ * 15 * 15 = 945kJ värmeenergi från omgivningen.

Någon annan får fortsätta, jag kommer inte längre

svag74 · 2013-08-04, 17:55

Citat:

Ursprungligen postat av kalle_kula

Sånt här är inte helt lätt att räkna på men någon uppskattning borde väl gå bra.
Vattnets specifika värmekapacitet är 4,2kJ / (kg*K). Det betyder alltså att man behöver tillföra 4200J värmeenergi för att höja temperaturen en grad för ett kg vatten.

Din balja rymmer 15kg vatten. Vattnets temperatur kommer att öka ca 15 grader.
När vattnet når ca 26 grader har det tagit upp 4,2KJ * 15 * 15 = 945kJ värmeenergi från omgivningen.

Någon annan får fortsätta, jag kommer inte längre

Bra där

Om det stämmer

Men jag vill ju ha en temporär watt-effekt, för jag antar att den effekten minskar hela tiden.
Byter ju vattnet när det gått några timmar, så det blir nytt kallt fräscht igen, för när det är nästan uppe i rumstemp så gör det knappast någon direkt nytta längre.

Så vore coolt med en formel där man kan peta in aktuella temps och volym och få ut motsvarande watt kyleffekt

Jockefoten · 2013-08-04, 17:57

Du kan ju räkna på hur mycket energi det går åt att värma upp 15 liter vatten 14K (om vi antar att det är 25 grader hemma hos dig nu.

Då använder du denna formeln:

Q = Cp * M * K

Q = Värmekapaciteten i K Joule
Cp = Specifik värmekapacitet
M = Massan du ska värma upp
K = Temperaturdifferensen i Kelvin.

Så 4,18 * 15 * 14 = 877,4 K Joule eller wattsekunder.

Det bästa vore om du hade is i en hink istälelt, går åt mer ännu mer energi att omvandla fast vatten till flytande.

Edit, skriver för sakta.

Edit 2, värmekapaciteten för vattnet är konstant så "kyleffekten" för vatten minskar inte.

svag74 · 2013-08-04, 18:03

Citat:

Ursprungligen postat av Jockefoten

Du kan ju räkna på hur mycket energi det går åt att värma upp 15 liter vatten 14K (om vi antar att det är 25 grader hemma hos dig nu.

Då använder du denna formeln:

Q = Cp * M * K

Q = Värmekapaciteten i K Joule
Cp = Specifik värmekapacitet
M = Massan du ska värma upp
K = Temperaturdifferensen i Kelvin.

Så 4,18 * 15 * 14 = 877,4 K Joule eller wattsekunder.

Det bästa vore om du hade is i en hink istälelt, går åt mer ännu mer energi att omvandla fast vatten till flytande.

Edit, skriver för sakta.

Edit 2, värmekapaciteten för vattnet är konstant så "kyleffekten" för vatten minskar inte.

wattsekunder säger inte mig någonting

Men en het kopp vatten avger ju mycket mer värme i början än när det stått en timme, så borde vara samma med kallvatten?
Vore ju rimligt att 100L 1-gradigt vatten kyler riktigt skönt, mycket effekt, medan 100L 24-gradigt vatten inte ens skulle kännas i rummet?

Jockefoten · 2013-08-04, 18:12

Det går åt lika mycket energi att värma/kyla vatten oavsett temperatur så länge det är flytande, om densiteten är ett.

Det du nämner om koppen vatten handlar ju om värmeavgivningen som ger ifrån vattnet. Teoretiskt sett så avger inte en vattenkopp som är kallare än rummet någon kyla, den suger åt sig energin i rummet istället.
Varmt går alltid mot kallt inte tvärt om.

svag74 · 2013-08-04, 18:15

Citat:

Ursprungligen postat av Jockefoten

Det går åt lika mycket energi att värma/kyla vatten oavsett temperatur så länge det är flytande, om densiteten är ett.

Det du nämner om koppen vatten handlar ju om värmeavgivningen som ger ifrån vattnet. Teoretiskt sett så avger inte en vattenkopp som är kallare än rummet någon kyla, den suger åt sig energin i rummet istället.
Varmt går alltid mot kallt inte tvärt om.

Ja men i så fall suger väl kallvattnet åt sig mer värme när det är riktigt kallt jämfört med när det är bara en grad svalare.
Man känner ju skillnaden, ovanför riktigt kallt vatten känns det riktigt svalt, det borde kyla med större effekt än vatten som är en halv grad kallare än rummet omkring.

Jockefoten · 2013-08-04, 18:17

Kanske, jag är inte säker. Det var längesedan jag pysslade med sånt här, men jag kan leta upp några gamla skolböcker nästan gång jag är hemma om du orkar vänta.

svag74 · 2013-08-04, 18:21

Hmm, kanske inte går att räkna ut.
Man kanske måste klocka tiden, se hur lång tid det tar för vattnet att värmas från t.ex. 11 till 15 grader, och sedan räkna ut effekten så.
Så har man en approximation av kyleffekten för vatten i temperaturer däromkring.

För även om kapaciterer hit och dit är samma, så måste det gå snabbare när vattnet är kallare, och därigenom ge högre momentan effekt.

spoon · 2013-08-04, 18:24

Helt underbart att du sitter och tänker på sånt här. Jag har ingen aning men nu blev jag också nyfiken

Jockefoten · 2013-08-04, 18:27

Om värmeeffekten i rummet är densamma så går det lika fort att värma 4K ifrån 11 till 15 som 15 till 19.

För att räkna ut tiden det tar så använder du sig av wattimmarna du fick ut med min formel genom värmeeffekten i rummet.

Jockefoten · 2013-08-04, 18:33

Det enklaste är nog om du räknar ut luftflödet genom rummet som passerar din hink. Då kan du använda denna formeln:
P=Luftflöde[m3/s] · Luftens densitet[kg/m3] · Specifik värmekapacitet för luft[kJ/kg ·K] ·temperaturdifferensen i rummet[K]=Kyleffekten ifrån hinken [kJ/s= kW]

Olegh · 2013-08-04, 18:46

Högre temperaturskillnad mellan omgivande luft och vatten ger högre kyleffekt. Bättre omgivande luftcirkulation ökar den konvektiva värmeöverföringen och höjer kyleffekten.

Erik__ · 2013-08-04, 18:51

Naturlig konvektion som det det handlar om är löjligt invecklat, och de analytiska formlerna stämmer rätt dåligt med verkligheten.

Newtons konvektionslag lyder något i stil med:

Q=h*Area*(Tvatten-Tomgivning)

där Q är joule/sek = watt , dvs kyleffekten (ibland används Q dock som energi, t.ex. på wikipedia)

h är en konstant som säger hur effektiv energiöverföringen är. Det jobbiga är att den vid naturlig konvektion är beroende av temperaturskillnaden, så energiöverföringen minskar snabbare än temperaturskillnaden.

Här finns en del att läsa.

http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_tr...izontal_plates

Edit: Såg nu att det gällde plattor det strömmande runt, inte bara från en yta, så bortse från länken.

LoveMachine · 2013-08-04, 18:56

Jobbar som fysiker men jag kan tyvärr inte ge ett särskilt bra svar. Det tråkiga men sanningsenliga svaret är att det är väldigt svårt att räkna ut. Precis som tidigare skribenter varit inne på så kan man räkna på hur mycket värme det krävs innan jämvikt har uppnåtts, med andra ord innan vattnet har samma temperatur som omgivningen. Problemet är att även enkla värmeledningsekvationer ofta har en väldigt stor osäkerhet i form av gränssnittet mellan de två ytorna. Till detta kommer problemet med att det inte bara är ledning utan konvektion, advektion och en minimal mängd strålning som spelar in, vilket blir rejäl överkurs. Den bästa väldigt grova approximationen är att räkna ut värmeinnehållet i hinken och mäta hur snabbt temperaturen i hinken förändras. Det ger ett approximativt svar på hur stor kyleffekt man har, men den lär variera över tiden.

Om det du vill veta är hur mycket det kommer kyla rummet så får du sedan gå bakvägen för att räkna ut temperaturökningen i luften. Den lär dock vara ganska liten alternativ ganska kortvarig om inte rummet är minimalt. Ett beprövat trick är att blöta ett lakan och hänga upp. Dels så går det mer värme för att få vattnet att avdunsta än för att höja temperaturen. Dessutom så gör lakanet att man får en stor yta som vattnet kan avdunsta från vilket ger en högre effekt.