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alex199331
Anmeldungsdatum: 18.03.2019
Beiträge: 40
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 alex199331 Verfasst am: 23. Jun 2019 11:18 Titel: Thermoskanne |
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Meine Frage:
ich habe gehört dass es thermoskannen gibt , welche den kaffee warm halten und die limo kühl halten , aber gibt es auch thermoskannen die den kaffee warm halten aber die limo nicht kühl halten . Normalerweise hält man mit einer thermoskanne die limo kühl , da wärme von ausen erst durch ein vakuum muss wobei sie zu strahlung wird und mit einer spiegelartigen schicht reflektiert wird , die wärme bleibt drinne weil genau so eine isolierung drinnen ist die die wärme durch das gleiche prinzip nicht nach ausen dringen lässt .
Meine Ideen:
meine idee ist es dass man nur so isoliert dass wärme nach innen dringt aber nicht nach ausen dringt und ich wollte fragen kann jemand einen versuch machen was passiert wenn man so eine thermoskanne mit einer anderen zu schlißt , wird es drinnen wärmer das zb mit den temperaturdifferenzen und kühlt langsamer ab , so dass man drinnen eine wärmere temperatur wie ausen hat und aus der wärmedifferenz storm erzguen kann , in der termuskanne bringt das nicht viel aber es würde meiner meinung nach sinn machen wenn man es mit mm dünnen röhren macht , die das vakuum auch halten .
ich meine man sollte mm dünne röhren benutzen um den wikrungsgrad zu erhöhen
Zwei Beiträge zusammengefasst. Steffen |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 24. Jun 2019 01:08 Titel: |
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Ich bin mir aus verschiedenen Gründen nicht sicher, ob ich Deine Überlegungen richtig verstanden habe. Ihnen scheint die Vorstellung zugrunde zu liegen, daß es für Wärme eine Art "Gleichrichter" geben müsse, der sie nur in eine Richtung fließen läßt
Es gibt eine ganze Reihe von Untersuchungen dazu, die bekannteste ist unter dem Stichwort Maxwells Dämon in die wissenschaftliche Literatur eingegangen.
Darin wird, kurz gesagt, gezeigt, daß so etwas nicht funktioniert. Die Spiegelschicht im Innern einer gläsernen Thermoskanne reflektiert Infrarotstrahlung (das ist Deine Wärmestrahlung) in beide Richtungen. Trifft sie von außen auf die Kanne mit kalter Limo, wird sie nach außen reflektiert -> Der Inhalt bleibt kühler als ohne die Isolation. Trifft sie von innen (heißer Kaffee) auf die Isolation, bleibt er länger warm als ohne. Mehr ist nicht drin. Das Ganze nennt sich zweiter Hauptsatz der Thermodynamik.
Es gibt aber Funktionsmaterialien, die unterschiedliche Reflexionseigenschaften in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen haben (beispielsweise sichtbares Licht und Nah-Infrarot blocken und Fern-Infrarotlicht durchlassen) und die kann man tatsächlich dazu verwenden, in der Kühle der Nacht Wärme aus einem Behälter abstrahlen zu lassen und die Hitze des Tages zu reflektieren. In Wüstenregionen kann man damit tatsächlich einen Teil der solaren Strahlungsenergie dazu verwenden, einen Kühleffekt zu verwirklichen, aber dazu braucht man Temperatur- UND Beleuchtungswechsel in der Umgebung. Und stets gilt, daß die Transmissionseigenschaften symmetrisch sind. Was von der einen Seite durchgelassen/reflektiert wird, wird das in gleichem Maße auch von der anderen.
Wenn es Dir gelänge, ein schlaues Metamaterial zu (er)finden, das wie ein echter Gleichrichter für Wärmestrahlung funktioniert, dann wäre das nicht nur epochal, weil die Lehrbücher der Thermodynamik umzuschreiben wären. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18016
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| TomS Verfasst am: 24. Jun 2019 07:03 Titel: |
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Nun, ich kann mir schon vorstellen, dass eine nur auf einem Gefäßteil verspiegelte Isolierkanne die Wärmestrahlung in dessen Richtung reflektiert, während sie diese in die andere Richtung eher durchlässt.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 24. Jun 2019 15:01 Titel: |
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Ich danke übrigens Gott, daß es statt der empfindlichen und unhygienischen verspiegelten Glasgefäße (aus DDR Zeiten) prima Stahlgefäße gibt, die alle thermischen Wünsche des Alltags erfüllen. |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 24. Jun 2019 22:56 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | | Ich danke übrigens Gott, daß es statt der empfindlichen und unhygienischen verspiegelten Glasgefäße (aus DDR Zeiten) prima Stahlgefäße gibt, die alle thermischen Wünsche des Alltags erfüllen. |
Laborausstatter liefern auch heute noch Glasdewars (aus Quarzglas, robust). Wer mit flüssigem Stickstoff und Bioproben hantiert, kennt sie. Meine eigenen Erfahrungen sprechen dafür, daß sie immer noch besser isolieren als die unhygienischen Stahlgefäße aus chinesischer Produktion ;-)
Kochend heiß eingefülltes Wasser hat darin noch nach 24h eine Temperatur von 70°C, während der Stahldewarinhalt um die 45°C vorweist. Wo sich etwaige Salmonellen danach wohler fühlen, dürfte klar sein. |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 25. Jun 2019 01:30 Titel: |
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Zugegeben, ....
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Nun, ich kann mir schon vorstellen, dass eine nur auf einem Gefäßteil verspiegelte Isolierkanne die Wärmestrahlung in dessen Richtung reflektiert, während sie diese in die andere Richtung eher durchlässt. |
, ...man muß sich nur einen Spiegel vorstellen, dessen Rückseite partout nicht dieselbe Wiedergabequalität hat.
Kann man damit aber ein Gerät konstruieren, das Wärme immer weiter akkumuliert oder die Temperatur immer weiter absenkt? Dazu müßte man nicht nur die gut reflektierende Seite in Richtung hoher Temperatur bzw. Strahlungsintensität und die diffus reflektierende Seite in Richtung niedriger Intensität wenden können, sobald ein Temperaturunterschied auftritt.
Das läuft unvermeidlich auf einen Maxwellschen Dämon hinaus. Im Prinzip kann man aus der Beobachung von alex199331 jedoch eine Konstruktionsanleitung für Isoliergefäße herleiten: Die besser reflektierende Seite in Richtung höherer Temperatur. Das ist der Grund, warum die Glasdewars Hitze besser als die VA-Gefäße halten, die vielleicht deswegen, weil sie in gut reflektierenden Metallhüllen stecken, die äußere Wärme nahezu so gut vom kühlen Inneren abhalten wie die Glasdewars, die außen nur irgendeinen Blechmantel tragen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18016
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| TomS Verfasst am: 25. Jun 2019 06:23 Titel: |
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| Jacques hat Folgendes geschrieben: | | Kann man damit aber ein Gerät konstruieren, das Wärme immer weiter akkumuliert oder die Temperatur immer weiter absenkt? |
Nein, kann man nicht, aber warum ging es auch nicht.
Es ging nicht darum, eine gegebene Temperaturdifferenz zu erhöhen, sondern darum, ob der Ausgleich einer gegebenen Temperaturdifferenz in eine Richtung schneller vonstatten geht als der Ausgleich der „umgekehrten“ Temperaturdifferenz in die andere Richtung, also um eine Art „gerichtete“ Wärmeleitfähigkeit.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 25. Jun 2019 21:21 Titel: |
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Bedaure, aber ich habe ... | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Jacques hat Folgendes geschrieben: | | Kann man damit aber ein Gerät konstruieren, das Wärme immer weiter akkumuliert oder die Temperatur immer weiter absenkt? |
Nein, kann man nicht, aber warum ging es auch nicht.
Es ging nicht darum, eine gegebene Temperaturdifferenz zu erhöhen, sondern darum, ob der Ausgleich einer gegebenen Temperaturdifferenz in eine Richtung schneller vonstatten geht als der Ausgleich der „umgekehrten“ Temperaturdifferenz in die andere Richtung, also um eine Art „gerichtete“ Wärmeleitfähigkeit. |
...die Ausgangsfrage des Posters - womöglich aufgrund meiner Unfähigkeit, dessen Posting anders zu interpretieren, als daß damit die von Dir als NICHT thematisierte Fragestellung herauskommt, genau das darin geglaubt, als Frage annehmen zu dürfen. Er schreibt:
| alex199331 hat Folgendes geschrieben: | | ...was passiert wenn man so eine thermoskanne mit einer anderen zu schlißt , wird es drinnen wärmer das zb mit den temperaturdifferenzen und kühlt langsamer ab , so dass man drinnen eine wärmere temperatur wie ausen hat und aus der wärmedifferenz storm erzguen kann... |
(Hervorhebung durch mich). Alle anderen Fragestellungen der Thermoelektrizität lassen sich ohne Rückgriffe auf besonderere konstruktive Kunstgriffe verschiedener Thermokonduktoren beantworten, weil die Wärmeleitungsgleichung hins. der Zeit eine PDGl 1. Ordnung mit positiv-reellem Wärmeleit-Koeffizienten ist. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
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| DrStupid Verfasst am: 25. Jun 2019 21:41 Titel: |
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| Jacques hat Folgendes geschrieben: | | weil die Wärmeleitungsgleichung hins. der Zeit eine PDGl 1. Ordnung mit positiv-reellem Wärmeleit-Koeffizienten ist. |
Bei der Thermoskanne geht es im Wesentlichen um Wärmestrahlung und der Strahlungstransport ist nicht immer so einfach zu beschreiben wie die Wärmeleitung - nicht zuletzt weil die Strahlung in alle Richtungen unterwegs sein kann, während die Wärme per Definition nur von warm nach kalt fließt. |
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Jacques
Anmeldungsdatum: 30.05.2019
Beiträge: 66
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| Jacques Verfasst am: 26. Jun 2019 20:56 Titel: |
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Mir liegen keine Verhältniszahlen zwischen konduktiver und radiativer Leistung vor, ...
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | ...Bei der Thermoskanne geht es im Wesentlichen um Wärmestrahlung und der Strahlungstransport ist nicht immer so einfach zu beschreiben wie die Wärmeleitung - nicht zuletzt weil die Strahlung in alle Richtungen unterwegs sein kann, während die Wärme per Definition nur von warm nach kalt fließt. |
.., welche den Dewar passiert, weswegen ich die Wertung "im Wesentlichen" unter Vorbehalt stelle. Anzunehmen ist, daß im Bereich des evakuierten Hohlraumes die radiative Komponente überwiegt, aber das gilt womöglich nicht für, sagen wir, den Außenmantel. Allerdings ist mir eine Komsol-Simulation im Gedächtnis geblieben, in der ein mikromechanisches Bauteil praktisch die gesamte thermische Energie über seine Kontakte nach außen trug und die Strahlung eine Randerscheinung blieb (Womöglich, oder fast sicherlich, ist das Verhältnis obendrein von der Temperaturdifferenz abhängig), so daß ich immerhin dem "nicht so einfach" beipflichte.
Nur, was hilft das dem TE, zu verstehen, daß auch ein noch so ausgeklügeltes System unterschiedlich konduktiver/radiativer/konvektiver Materialien kein Perpetuum mobile zweiter Art hervorbringt? |
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