Pagina 1 van 1

warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: za 13 jul 2019, 14:49
door Naessens
Een jaar of wat geleden werd vastgesteld dat water met een hogere temperatuur, sneller afkoelt dan water met een lagere temperatuur.
Er was op dat moment geen verklaring voor.

Als warmtegeleiding afhankelijk is van de temperatuur, dan lijkt mij dat een logische verklaring.

Wordt de warmtegeleidingscoefficient wel eens bepaald bij verschillende temperaturen?

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: za 13 jul 2019, 15:29
door Jan van de Velde
Ja, zie bijvoorbeeld hier voor een tabelletje rond enkele vaste stoffen:
https://beta.spiraxsarco.com/learn-abou ... t-transfer

Maar mij lijkt dat helemaal geen logische verklaring: want al afkoelende verandert dan die coëfficiënt van die warmere stof toch ook weer terug.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: za 13 jul 2019, 15:44
door Naessens
Met sneller wordt bedoeld dat eerder de gewenste lage temperatuur wordt bereikt.
Water van 25 gr zal eerder tot 5 gr gekoeld zijn dan water met 20 gr als begin temperatuur.

Als twee stoffen een homogene temperatuur hebben, dan zullen de atomen een gelijke beweeglijkheid hebben.
De atomen van een stof met hogere temperatuur zal dus in het binnenste een grotere beweeglijkheid hebben.
Dat wil zeggen dat een verandering (afkoeling) sneller doorgegeven wordt naar het binnenste.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: za 13 jul 2019, 16:18
door Jan van de Velde
Naessens schreef:
za 13 jul 2019, 15:44
Water van 25 gr zal eerder tot 5 gr gekoeld zijn dan water met 20 gr als begin temperatuur.
bron?
(ik ken overigens het Mpemba-effect, dus algemene bronnen daarover zijn vrij zinloos)
Naessens schreef:
za 13 jul 2019, 15:44
Met sneller wordt bedoeld dat eerder de gewenste lage temperatuur wordt bereikt.
dat snap ik, maar dat verandert niks aan het feit dat als eenmaal is afgekoeld tot 20°C de daarbij horende geleidingscoëfficiënt ook weer geldt, en dan zijn we toch terug bij af?

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: za 13 jul 2019, 16:24
door Benm
Dat Mpeba effect lijkt me de enige logische verklaring.

Water van 25 graden dat je afkoelt naar 5 graden zal gedurende dat proces ook 20 graden zijn op een gegeven moment, en dat punt bereik je pas na enige tijd. Volgens mij hoeft de temperatuur niet homogeen te zijn: als je bijvoorbeeld ijsklontjes maakt is de buitenkant soms bevroren en de binnenkant nog vloeibaar. Daat neemt niet weg dat alle 'laagjes' door alle temperaturen heen moeten voor het op een stabiel eindpunt komt.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: zo 14 jul 2019, 19:00
door Xilvo
Benm schreef:
za 13 jul 2019, 16:24
Dat Mpeba effect lijkt me de enige logische verklaring.
Is dat effect wel afdoende verklaard? Of is het nog steeds slechts een waarneming?

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: zo 14 jul 2019, 19:00
door Xilvo
Een simpele simulatie met een (bijzonder sterk) temperatuurafhankelijke warmtegeleidingscoëfficiënt laat het warmere voorwerp het koudere niet 'inhalen' bij afkoelen.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: zo 14 jul 2019, 22:55
door Benm
Volgens mij is het gewoon een waarneming waarvoor geen eenduidige sluitende verklaring bestaat. Verdamping is een bekend effect maar verklaart het niet volledig, vorming van rijp aan de containers etc worden ook genoemd als mogelijke factoren. Dit heeft echter niets met het water zelf te maken, en als je het in gasdichte containers doet waardoor die verdamping niet meer plaatsvindt bevriest koud water altijd sneller dan warm.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: wo 04 sep 2019, 11:29
door Naessens
De warmtegeleidingscoefficient verandert afhankelijk van de temperatuur van het materiaal. Als de temperatuur stijgt, dan daalt de warmtegeleidingscoefficient.
Dat blijkt uit het tabelletje waar naar verwezen wordt.
Dat is voor vaste stoffen, maar is dat ook zo voor vloeistoffen?

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: wo 04 sep 2019, 11:50
door Naessens
Is het Mpemba-effect ook bij vaste stoffen?

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: wo 04 sep 2019, 11:51
door Xilvo
Naessens schreef:
wo 04 sep 2019, 11:29
De warmtegeleidingscoefficient verandert afhankelijk van de temperatuur van het materiaal. Als de temperatuur stijgt, dan daalt de warmtegeleidingscoefficient.
Niet voor alle materialen, zoals ook al in de tabel te zien is.
Voor niet-metalen is de warmtegeleidingscoëfficiënt bij niet te lage temperaturen min of meer constant.
Voor vloeistoffen weet ik het niet direct, maar bij gassen neemt de warmtegeleiding toe bij toenemende temperatuur.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: wo 04 sep 2019, 13:12
door Xilvo
Naessens schreef:
wo 04 sep 2019, 11:50
Is het Mpemba-effect ook bij vaste stoffen?
Is dat effect er wel bij vloeistoffen?

Ik heb nog niet kunnen vinden dat het onweerlegbaar aangetoond is.

Re: warmtegeleidingscoefficient afhankelijk vd temperatuur?

Geplaatst: wo 04 sep 2019, 15:52
door Benm
Het effect werkt uitsluitend met water, dat was het originele experiment.

Bovendien beschrijft het expliciet 'eerder bevriezen', dus dat zou alleen maar met een vloeistof kunnen.

Water is natuurlijk wel een extreem vreemde stof met gigantische smeltwarmte, warmtecapaciteit, uitzetting bij bevriezen etc. Voor zover ik weet is er geen andere stof die vergelijkbaar gedrag vertoond.

Uiteraard zijn er wel andere stoffen met een smeltpunt in de buurt van 0 celcius, geen idee of het daarmee ook gebeurt (en of dat ooit getest is).