Zusammenhang zwischen Volumen eines Raumes und Temperatur im Inneren

Zunächst einmal sind die Temperaturen eines Raums bei seiner Größe nicht unbedingt miteinander verbunden. Wenn Sie einen Raum mit seiner Umgebung thermisch ausgleichen lassen, hat er die gleiche Temperatur wie die Umgebung, unabhängig von seiner Größe. Dies ist mehr oder weniger die Definition von thermischem Gleichgewicht und Temperatur: Bringt man zwei Objekte in thermischen Kontakt miteinander, werden ihre Temperaturen im Laufe der Zeit gleich (vorausgesetzt, es gibt keine weiteren Wärmequellen oder -senken).

Nun befindet sich ein Raum oder Gebäude im Sommer meist nicht im thermischen Gleichgewicht:

• Die Temperatur der Umgebung ändert sich im Laufe des Tages, wobei der Raum normalerweise hinterherhinkt.
• Gebäude, der Boden usw. sind große Wärme- oder Kältespeicher. Es kann Monate im Sommer dauern, um ein Gebäude (und den Boden, auf dem es steht) auf Außenlufttemperatur (im Tagesmittel) aufzuheizen. Dies ist ungefähr der Grund, warum die heißesten Monate des Jahres auf die Sommersonnenwende folgen, anstatt sich um sie zu drehen.
• Der Raum unterliegt meist dem buchstäblichen Treibhauseffekt: Wärme kommt durch Sonneneinstrahlung herein und wird dann mangels Belüftung eingeschränkt.
• Der Raum kann wärmeerzeugende Einheiten wie Menschen, Kochgeräte, Computer usw. enthalten.

Vor diesem Hintergrund sind hier einige Effekte, warum große Räume im Sommer tendenziell kühler sind (oder kühler erscheinen):

• Ein größerer Raum hat weniger Fläche pro Volumen. Die Oberfläche ist schlecht, weil so die Wärme hereinkommt, entweder durch Sonneneinstrahlung oder durch Wärmeaustausch mit der Außenwelt. Volumen ist gut, weil es Kälte hält, insbesondere in Form von Sachen.
• In einem großen Raum kann heiße Luft aufsteigen, ohne dass die Bewohner davon etwas bemerken, selbst wenn der Raum im Durchschnitt so heiß ist wie ein kleinerer Raum.
• Größere Räume enthalten in der Regel weniger wärmeerzeugende Einheiten pro Volumen.
• Größere Räume lassen sich leichter lüften, insbesondere durch den Kamineffekt .
• In größeren Räumen haben Sie aufgrund der Konvektion mehr Luftstrom (nicht nur den Kamineffekt). Dies wiederum reduziert die scheinbare Temperatur (genau wie Lüfter).
• Größere Räume erfordern tendenziell dickere Wände, um sie zu stützen, was wiederum dazu neigt, besser zu isolieren (und auch Kälte zu speichern).

Die Temperatur ist wie der Druck eine intensive thermodynamische Eigenschaft eines Systems, dh sie ist unabhängig von der Masse eines Systems. Wenn die Temperatur eines Raums 300 K beträgt, wenn der Raum in zwei Hälften geteilt wird, beträgt die Temperatur jeder Hälfte ebenfalls 300 K.

Eigenschaften wie innere Energie und Entropie sind umfangreiche Eigenschaften, dh sie hängen von der Masse des Systems ab. Zur Unterscheidung der inneren Energie pro Masseneinheit von der gesamten inneren Energie eines Systems ein Kleinbuchstabe$u$gegen Großbuchstaben verwendet wird$U$. Die Kleinschreibung wird dann als spezifische innere Energie bezeichnet.

Die Temperatur der Luft in einem kleineren Raum steigt im Sommer schneller an als in einem größeren Raum, da weniger Luft vorhanden ist, um Wärme von außen zu übertragen. Es dauert auch weniger Zeit, einen kleineren Raum zu kühlen, da weniger Luft vorhanden ist, um Wärme abzuleiten.

Hoffe das hilft

Nein, es besteht kein Zusammenhang zwischen Temperatur und Raumvolumen, da die Raumtemperatur von der Umgebungstemperatur abhängt. Zum Beispiel ist die Temperatur eines in einen Ofen gestellten Eisenstabs die gleiche wie die des Ofens (im thermischen Gleichgewicht).

Ein Raum mit größerem Volumen hat jedoch den Vorteil, dass ein Raum mit größerem Volumen mehr Zeit zum Aufheizen auf eine bestimmte Temperatur benötigt als ein Raum mit kleinerem Volumen (vorausgesetzt, dass die anderen Bedingungen gleich bleiben).

Wenn es sich um eine Wohnung in einem Gebäude handelt, sehe ich keinen Effekt. Aber in einem Haus, wo ein großer Teil der Wärmezufuhr vom sonnenbeheizten Dach kommt, macht es einen Unterschied.

Es gibt ein Temperaturgefälle vom Dach zum Boden.

Natürlich helfen geöffnete Fenster beim Austausch der überhitzten obersten Schichten, aber es hilft auch, wenn diese Schichten 6m über uns liegen statt beispielsweise 3m.