Springen naar inhoud

Newton's afkoelingswet


  • Log in om te kunnen reageren

#1

christopher.hex

    christopher.hex


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 13:21

Hallo,

Deze middag had ik met mijn ouders een discussie over het feit dat ze de soep eerst in koud water zetten vooraleer het in de koelkast te zetten. Ik had altijd geleerd dat het sneller afkoelde in de koelkast.
Om mijn gelijk te bewijzen heb ik Newton's afkoelingswet bovengehaald en een experiment gedaan. 2 glazen water van verschillende temp in de koelkast gezet, en temperatuursmetingen gedaan, en de grafiek die ik erna maakte bewijst mijn gelijk.

Maar nu vraag ik me nog steeds af waarom dat gebeurt? Want je zou toch veronderstellen dat eens ze dezelfde temperatuur hebben, ze gelijk afkoelen?


Alvast bedankt :-)


Christopher

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 13:30

Deze middag had ik met mijn ouders een discussie over het feit dat ze de soep eerst in koud water zetten vooraleer het in de koelkast te zetten. Ik had altijd geleerd dat het sneller afkoelde in de koelkast.

Je ouders zijn energetisch voordeliger:
1) de warmte van de soep gaat naar de kamer. Dat scheelt (in de winter) stookkosten).
2) de koelkast kan minder lang aan staan om de soep op circa vijf graden te brengen.

#3

christopher.hex

    christopher.hex


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 13:33

Je ouders zijn energetisch voordeliger:
1) de warmte van de soep gaat naar de kamer. Dat scheelt (in de winter) stookkosten).
2) de koelkast kan minder lang aan staan om de soep op circa vijf graden te brengen.


Dat is inderdaad waar, en het is dus beter om ze eerst te laten afkoelen.
Maar wat verklaart dan dat iets warmer toch sneller op koelkast-temperatuur is?

#4

christopher.hex

    christopher.hex


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 17:10

Nu ben ik al een hele namiddag over dit onderwerp aan het denken, en begin ik zelfs te twijfelen over het feit of het wel zo is dat het energiezuiniger is als je het eerst laat afkoelen. Want volgens Newton (en experimentele ondervinding) moet de koelkast dan toch langer koelen?

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 18:19

Dat is inderdaad waar, en het is dus beter om ze eerst te laten afkoelen.
Maar wat verklaart dan dat iets warmer toch sneller op koelkast-temperatuur is?

Newton beweert niet dat dt zo is. Die afkoelingswet stelt dat bij een groter temperatuursverschil tussen voorwerp en omgeving het voorwerp een snellere temperatuursverandering zal ondergaan, niet dat een warmer voorwerp rder de omgevingstemperatuur bereikt dan een minder warm voorwerp.
De temperatuur-tijdgrafieken van twee voorwerpen van verschillende begintemperatuur in een gelijke omgeving zien er dus z uit:

christopher.gif

Het kn m.i. niet dat onder verder gelijke omstandigheden de rode grafiek de paarse grafiek kruist snijdt (dat zou het geval zijn als het oorspronkelijk warmere glas eerder op koelkast-temperatuur zou zijn) , en zo eerder de omgevingstemperatuur bereikt. Hier zijn m.i. geen zaken als een mpemba-effect van toepassing.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

christopher.hex

    christopher.hex


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 19:01

Nu, ik heb (zoals we dat in het middelbaar altijd gedaan hebben) met de formule T(t)=T0 + bg^t grafieken opgesteld voor twee glazen die ik in de koelkast heb gezet met respectievelijk 24 en 45 graden als begintemp.

En dit is de grafiek:

www.coralbit.be/grafiek.jpg



Dus dan speelt hier als ik het goed begrijp dat Mpemba-effect?

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 20:18

Nee, als ik het goed begrijp speelt hier een verkeerde formule.

die zou moeten luiden: Tt = Te + (T0 -Te)ect

Tt: temperatuur op enig moment
Te: temperatuur van de omgeving (eindtemperatuur) hier je koelkast, zeg 7C
T0: begintemperatuur van het voorwerp (respectievelijk 45 en 20 C
e: het getal e
c: constante die afhangt van de warmteoverdrachtsmogelijkheden tussen voorwerp en omgeving, hier negatief omdat het voorwerp warmer is dan de omgeving, en die ik hier arbitrair op -0,05 heb gesteld, voor beide voorwerpen gelijk omdat het om identieke voorwerpen gaat)
t: de tijd

en dat levert cht geen kruisende snijdende grafieken op. (temperatuur op de y-as, tijd op de x-as)

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

christopher.hex

    christopher.hex


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 21:32

Dus dan staat hier op deze site gewoonweg de verkeerde link :eusa_whistle:

http://www.math4all....hb-e46-ap2.html


Bedankt voor de hulp!

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 22:01

Dus dan staat hier op deze site gewoonweg de verkeerde link :eusa_whistle:

http://www.math4all....hb-e46-ap2.html


Volgens de warmtewet van Newton neemt elk voorwerp geleidelijk de temperatuur van zijn omgeving aan. De snelheid van opwarmen of afkoelen is daarbij recht evenredig met het temperatuursverschil met deze omgeving. De temperatuur T van zo'n voorwerp hangt daarom af van de tijd t volgens een functie van de vorm T(t) TO = b gt, waarbij b > 0 een afkoelend voorwerp en b < 0 een opwarmend voorwerp betekent. TO is de omgevingstemperatuur.


Neem je kokend water, dan is op t = 0 de begintemperatuur 100C.
Je zet er direct een thermometer in en gaat meten: na 10 minuten nog 60C.
Neem aan dat de omgevingstemperatuur 20C is.

Het temperatuursverschil met de omgeving is T(t) 20.
Daarvoor geldt: T(t) 20 = b gt met t in minuten.
Nu is: 100 20 = b g0, dus b = 80.
Ook is: 60 20 = 80 g10, dus g10 = 0,5.
Hieruit volgt: g ≈ 0,933.

Dus geldt voor dit afkoelingsproces van kokend water: T(t) = 20 + 80 0,933t.


Nou, dat lijkt wel mee te vallen, de formule lijkt sterk op die waar ik mee afkwam, alleen zag ik dat in eerste instantie niet door gebrek aan uitleg bij de verschillende variabelen van die formule.



Is er niks mis met je grafiekprogramma, of met de manier waarop je de formule invoerde? Want ook de formule uit die link geeft geen kruisende snijdende grafieken
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#10

TD

    TD


  • >5k berichten
  • 24049 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 22:11

Het kn m.i. niet dat onder verder gelijke omstandigheden de rode grafiek de paarse grafiek kruist

en dat levert cht geen kruisende grafieken op. (temperatuur op de y-as, tijd op de x-as)

Want ook de formule uit die link geeft geen kruisende grafieken

Verborgen inhoud
Het kriebelt bij de wiskundepurist... Na drie keer werd het met te veel: niet kruisend, maar snijdend :eusa_whistle:
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 22:36

Verborgen inhoud
Het kriebelt bij de wiskundepurist... Na drie keer werd het met te veel: niet kruisend, maar snijdend :eusa_whistle:

ok, verbeterd.... ](*,)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

TD

    TD


  • >5k berichten
  • 24049 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 22:47

Verplaatst naar thermodynamica.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures