Hallo
Eine Frage:
Ich habe 1 Liter Wasser bei 0 Grad. Die Umgebungstemperatur beträgt -20 Grad.
Wie lange dauert die Phase der Zustandsänderung bei 0 Grad?
Ich weiss, dass es der Übergang die eine Schmelzwärme, Masse * spezisfische Schmelzwärme, aber wie komme ich auf die Dauer der Zeit?
DANKE
Hallo,
die Zeit muss etwas mit der Waermeuebertragung zu tun haben, Flaeche, Stroemung usw. Die Energie muss durch die Grenzflaeche(n).
Gruss Helmut
Jetzt ist mir was eingefallen:
Man rechntet den Wärmestrom Q aus mit Wärmeübertragunskoeffizient * Fläche von 1 Liter Wasser * Temperaturunterschied von 20 Kelvin aus. Die Einheit vom Wärmestrom ist Watt also auch Joule durch Sekunden.
Dann rechnet man die Schmelzenergie von 1 Kilo Wasser aus in der Einheit Joule.
Dann teilt man Schmelzenergie durch Wärmestrom und hat Sekunden.
Kann das sein?
Kann das sein?
Das funktioniert nur, wenn das System homogen ist. Das kann man am Anfang noch durch Umrühren gewährleisten, aber je mehr Eis in der Mischung ist, um so schwieriger wird das. Dann musst Du neben dem Wärmetransport durch die Systemgrenze auch den Wärmetransport innerhalb des Systems berücksichtigen und das kann kompliziert werden, weil die Wärmeleitfähigkeit der Wasser-Eis-Mischung inhomogen und zeitabhängig ist.
Aber wenn es sich nicht um um 1 Liter wasser handelt, sondern nur um einen Tropfen wasser, kann man es doch so betrachten, oder?
Der Vorgang wurde ja auch ziemlich schnell gehen, wenn es sich nur um einen Tropfen Wasser in der Luft handelt.
Aber wenn es sich nicht um um 1 Liter wasser handelt, sondern
nur um einen Tropfen wasser, kann man es doch so betrachten,
oder?
Da ist es noch schlimmer. Erstens kann man den Tropfen nicht umrühren und zweitens kann sich beim Erstarren sogar seine Geometrie ändern.
Der Vorgang wurde ja auch ziemlich schnell gehen, wenn es sich
nur um einen Tropfen Wasser in der Luft handelt.
Das ist zwar richtig, aber „ziemlich schnell“ ist auch keine sonderlich präzise Angabe.
Hi,
bei Tropfen wirds ja noch komplexer: da gibts ja das Phänomen der Unterkühlten Wassertropfen (sonst gäbs ja keinen Nebel unter 0°C)
Gruss
M@x
Hallo,
Ich habe 1 Liter Wasser bei 0 Grad. Die Umgebungstemperatur
beträgt -20 Grad.
Wie lange dauert die Phase der Zustandsänderung bei 0 Grad?
1 Sekunde oder weniger ? - wenn die Oberfläche der Menge
entsprechend groß ist.
Auch ist das „Material“ der Kontaktflächen (z.Bsp.Luft oder
Eisen) relevant. Außerdem ist auch die „Reinheit“ des Wassers
von Bedeutung und der Bewegungszustand und eben die Form des
„Gefrierkörpers“
Auch wenn man dies alles berücksichtigt ist eine genaue Berechnung
ohne größeren Aufwand wohl kaum machbar - denke ich.
Gruß VIKTOR