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Nachricht |
asdf123
Gast
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 asdf123 Verfasst am: 11. Dez 2015 23:26 Titel: Isolierleistung einer normalen Tasse gegenüber einer doppelw |
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Meine Frage:
Hallo, es geht um eine Streitfrage.
zwei Tassen, aus dem selben Material:
- eine normale Glastasse
- eine doppelwandige Glastasse, die ein Luftpolster hat
Frage:
In welcher Tasse kühlt die gleiche Menge heiße Flüssigkeit schneller ab?
Meine Ideen:
Meine Antwort: logischerweise dient die Luft in der doppelwandigen Tasse als Isolator, wodurch die Flüssigkeit länger heiß bleibt.
ODER
Ist es so, dass der Tee "bei einer normalen tasse viel heißer" bleibt, weil die normale "tasse den tee heizt" und wenn die "tasse heißer ist als der tee geht es in die andere richtung" (Tasse wird heißer als der Tee und heizt dann den Tee wieder)? |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
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| ML Verfasst am: 21. Dez 2015 01:09 Titel: Re: Isolierleistung einer normalen Tasse gegenüber einer dop |
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Hallo,
| asdf123 hat Folgendes geschrieben: | | Hallo, es geht um eine Streitfrage. |
Ich hoffe, es geht um keinen echten Streit, sondern Ihr wettet um des Spaßes willen -- sagen wir: um ein Heißgetränk.
| Zitat: |
zwei Tassen, aus dem selben Material:
- eine normale Glastasse
- eine doppelwandige Glastasse, die ein Luftpolster hat
Frage:
In welcher Tasse kühlt die gleiche Menge heiße Flüssigkeit schneller ab?
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| Zitat: |
Meine Antwort: logischerweise dient die Luft in der doppelwandigen Tasse als Isolator, wodurch die Flüssigkeit länger heiß bleibt.
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Das entspricht grob gesehen der Idee hinter einer solchen doppelwandigen Tasse. Die Luftschicht hat eine geringe Wärmekapazität und einen hohen Wärmewiderstand und behindert so den Wärmefluss vom Tee nach außen.
Du solltest aber beachten, dass auch die einwandige Tasse eine solche Luftisolierung aufweist. Schließlich befindet sich ja auch dort ringsherum Luft.
Wenn Du Dir nur die Materialwerte von Luft und Glas ansiehst, wirst Du zunächst denken, dass die doppelwandige Tasse den Tee schneller abkühlen lässt.
Wärmekapazitäten:
- Glas: 750 J/(kg K)
- Luft: 1000 J/(kg K)
Wärmeleitfähigkeit:
- Glas: 0,76 W/(m K)
- Luft: 0,0262 W/(m K)
Es ist klar, dass sich im ersten Moment beide Tassen gleich schnell abkühlen, da die Wärme ja zunächst vom Tee in die innere bzw. einzige Glasschicht fließt und die dortigen Bedingungen bei beiden Anordnungen gleich sind.
Wenn man keine Konvektionseffekte berücksichtigt, wird sich der Tee sodann in der doppelwandigen Tasse etwas schneller abkühlen, da die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Glasschicht (doppelwandige Tasse) deutlich größer ist als die der Luft (einwandige Tasse). Das Glas transportiert die Wärme schließlich schneller nach außen, wo dann eine etwas größere Abstrahlfläche zur Umgebung vorliegt.
Folglich erscheint es zunächst so, als sei die einwandige Tasse besser. Sie hat statt einer zweiten Glasschicht (mit hoher Wärmeleitfähigkeit) bloß Luft um sich herum.
Es gibt aber einen wichtigen Einflussfaktor, der die doppelwandigen Gläser in der Praxis doch deutlich überlegen macht:
Die Luftschicht zwischen den beiden Glasschichten ist eingeschlossen und kann weder nach dem Heißwerden aufsteigen noch durch Pusten weggeblasen werden.
Das ist aus meiner Sicht bei dieser Anordnung wichtig. Denn der aus meiner Sicht (neben der Verdunstung) wesentliche Abkühleffekt ist ein Konvektionseffekt. Der Tee und das Glas heizen die äußerste Luftschicht um die Tasse herum auf. Anschließend steigt die heiße Luft auf und wird von unten durch kalte Umgebungsluft ersetzt. Sobald diese neue Luft wieder ein Stückweit warmgeworden ist, steigt sie wiederum auf, und der ganze Vorgang wiederholt sich.
Dies sorgt dafür, dass die Außenseite der einschichtigen Tasse deutlich kälter gehalten wird als die Außenseite der inneren Glasschicht der doppelwandigen Teetasse. Infolgedessen ist der Wärmetransport bei der doppelwandigen Teetasse geringer.
Viele Grüße
Michael
PS: Du kannst Dir auch mal überlegen, zu welchem Zeitpunkt Du bei einem Kaffee mit Milch die (kalte) Milch idealerweise hinzugießt, wenn das Ziel besteht, dass der Kaffee möglichst lange heiß bleibt.
- möglichst früh, also beispielsweise unmittelbar nach dem Einschenken des Kaffees
- möglichst spät, also unmittelbar vor dem Trinken
Viel Spaß dabei. |
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