Wie kann mein Wasser schneller abkühlen?

Ich habe eine Tasse und kann nur heißes Wasser hineingießen. Ich möchte wissen, ob die Wärme mit mehr oder weniger Wasser schneller abgeführt wird? Wie wäre es mit der Gelegenheit, wenn meine Tasse gut bedeckt ist?

Antworten (3)

Die Menge an Wärmeenergie im Wasser ist proportional zum Wasservolumen (das proportional zu seiner Kubikgröße ist: R 3 ). Die Geschwindigkeit, mit der Wärme abgeführt werden kann (die Geschwindigkeit, mit der sie abkühlt), ist proportional zur Oberfläche des Wassers (die proportional zu seiner Größe im Quadrat ist: R 2 ). Je mehr Wasser also vorhanden ist, desto geringer ist das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ( A / v ∝ R 2 / R 3 = 1 / R ) , und desto länger dauert das Abkühlen .

Übrigens: Größere Säugetiere haben deshalb mehr Mühe, sich abzukühlen als kleinere Tiere. Aus diesem Grund haben Elefanten riesige Ohren : Sie vergrößern die Oberfläche 1 drastisch , um die Wärmeableitungsrate zu erhöhen.

Wenn Sie den Becher abdecken, erhöht er seine Isolierung - das ist sein Widerstand gegen den Wärmeaustausch mit der Umgebung. Mehr Isolierung bedeutet langsamere Wärmeübertragung und in diesem Fall langsamere Abkühlung.

1: Die Ohren haben auch eine hervorragende Durchblutung, die die Wärme vom Körper zu den Ohren überträgt – genau wie der Kühler in einem Auto.

Du könntest auch schwarze Lebensmittelfarbe in das heiße Wasser geben, damit es schneller strahlt, denn natürlich strahlen schwarze Körper schneller. Aus dem gleichen Grund kühlt schwarzer Kaffee schneller ab als Kaffee mit Milchzusatz.

So geht es nicht
Äh, ja ist es...
Ein „ schwarzer “ Körper bezieht sich nicht auf seine Farbe an sich , sondern auf sein Spektrum. Zum Beispiel ist die Sonne (offensichtlich nicht schwarz) einem schwarzen Körper sehr nahe. Siehe zB diesen Link
Es ist wahrscheinlich sogar das Gegenteil, schwarze Gegenstände neigen dazu, mehr Licht zu "absorbieren" und sich daher ein wenig zu erwärmen (denken Sie an Ihren schwarzen Fahrradsitz, der sich im Sommer wie verrückt aufheizt).
@zhermes du liegst falsch. Die Sonne gibt Licht ab, weil sie heiß ist und daher viel Wärmestrahlung abgibt. Aber wenn Sie bei Raumtemperatur eine so große Wasserstoffkugel haben könnten, würde sie tatsächlich schwarz erscheinen. Schwarze Lebensmittelfarbe in Wasser zu geben, würde definitiv den Wärmeverlust durch Strahlung erhöhen. (Es sei denn, Sie ließen es natürlich in der Sonne aus.) Da eine Tasse Wasser jedoch den größten Teil ihrer Wärme durch Konvektion verliert, bezweifle ich, dass dies einen leicht messbaren Effekt hervorrufen würde.
@zhermes oder anders ausgedrückt, Sie haben Recht damit, dass sich das "Schwarz" in "Schwarzkörper" normalerweise hauptsächlich auf die spektralen Eigenschaften im Infrarotbereich bezieht - aber die meisten Pigmente, die im visuellen Bereich schwarz sind, sind es auch schwarz im IR, so dass in der Praxis, Dinge schwarz zu malen, ihre Rate der Wärmestrahlungsemission oder -absorption erhöht.
Es tut mir leid, aber ich denke, schwarze Farbe absorbiert die Wärme, daher kühlt sich die Flüssigkeit nach meinem Verständnis bei einer schwarzen Tasse schneller ab, während eine schwarze Flüssigkeit (z. B. schwarzer Kaffee) schneller abkühlt ), dauert das Abkühlen länger als bei Zugabe von Milch. PS. Ich bin wirklich ein Idiot in Physik und danke euch für all die augenöffnenden Informationen!
oder warum die Augen der Weißen heller sind, liegt daran, dass die schwarzen Augäpfel, wenn wir über einem Schneeberg sind, mehr Wärme absorbieren und dann die Augen verbrennen. Ich denke also, dass ein schwarzer Körper Wärme absorbiert, anstatt sie abzustrahlen?
Ich habe zu diesem Thema einen neuen Thread aufgemacht - lasst uns die Diskussion dort fortsetzen. Ich bin noch völlig unschlüssig.

Die Frage könnte vielleicht einer Klärung bedürfen. Je mehr Wasser sich in der Tasse befindet, desto größer ist die Oberfläche, die Wärme vom Wasser an die Tasse und an die Umgebung überträgt, und es wird mehr Wärme an die Umgebung abgegeben.

Das Abdecken der Tasse bewirkt zwei Dinge: 1) Das Wichtigste ist, dass es den Wärmeverlust durch Verdunstung reduziert, da der Dampf im Inneren der Tasse kondensiert und seine Wärme dort hält, anstatt entweichen zu lassen, 2) den Wärmeverlust durch Strahlung reduziert und Konvektion durch Isolierung.

Eine interessantere Frage könnte sein, ob die Temperatur des Wassers in dem größeren oder kleineren Volumen schneller abfällt. Diese Frage wird oben im Vergleich von Oberfläche und Volumen beantwortet.

Wie kann mein Wasser schneller abkühlen?
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