Seuraa 
Viestejä15
Liittynyt1.8.2014

Moi!

Jos esim. hyvässä termospullossa on tasaisesti hyvin sekoitettuna esim 60°C vettä ja pullon annetaan seistä rauhassa. Kerrostuuko tässä lopulta vesi niin että pullon yläosaan tulee yli 60°C vettä ja alaosaan em. lämpötilaa kylmempää vettä.?

Kommentit (10)

Eusa
Seuraa 
Viestejä15183
Liittynyt16.2.2011

Neste on miltei kokoonpuristumatonta ainakin lämpöliikkeen kannalta, joten samanlaista kerrostumista ei muodostu kuin kaasulla.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

malle
Seuraa 
Viestejä15
Liittynyt1.8.2014
Eusa

Neste on miltei kokoonpuristumatonta ainakin lämpöliikkeen kannalta, joten samanlaista kerrostumista ei muodostu kuin kaasulla.

 

Kyllä kerrostumisilmiö on selkeä esim. lämminvesivaraajissa. Tätä käytetään siellä hyväksi siinä mistä kohtaa varaajasta otetaan käyttövden lämmitys ja mistä lattialämmitykseen menevä vesi.

Vaihdetaan kuitenkin kysymykseen veden tilalle kaasu.

Eusa
Seuraa 
Viestejä15183
Liittynyt16.2.2011
malle
Eusa

Neste on miltei kokoonpuristumatonta ainakin lämpöliikkeen kannalta, joten samanlaista kerrostumista ei muodostu kuin kaasulla.

 

Kyllä kerrostumisilmiö on selkeä esim. lämminvesivaraajissa. Tätä käytetään siellä hyväksi siinä mistä kohtaa varaajasta otetaan käyttövden lämmitys ja mistä lattialämmitykseen menevä vesi.

Vaihdetaan kuitenkin kysymykseen veden tilalle kaasu.

Kaasu kerrostuu lämpötilan mukaan ellei ole vapaassa pudotuksessa ja termospullo ei yleensä ole. 

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

malle
Seuraa 
Viestejä15
Liittynyt1.8.2014
Eusa
malle
Eusa

Neste on miltei kokoonpuristumatonta ainakin lämpöliikkeen kannalta, joten samanlaista kerrostumista ei muodostu kuin kaasulla.

 

Kyllä kerrostumisilmiö on selkeä esim. lämminvesivaraajissa. Tätä käytetään siellä hyväksi siinä mistä kohtaa varaajasta otetaan käyttövden lämmitys ja mistä lattialämmitykseen menevä vesi.

Vaihdetaan kuitenkin kysymykseen veden tilalle kaasu.

Kaasu kerrostuu lämpötilan mukaan ellei ole vapaassa pudotuksessa ja termospullo ei yleensä ole. 

 

Tarkoittaako vastauksesi sitä että kerrostumista ei tapahdu, koska mainitsin kaasun olevan tasalämpöistä?

 

Ueberweg
Seuraa 
Viestejä1218
Liittynyt12.9.2008
malle

Moi!

Jos esim. hyvässä termospullossa on tasaisesti hyvin sekoitettuna esim 60°C vettä ja pullon annetaan seistä rauhassa. Kerrostuuko tässä lopulta vesi niin että pullon yläosaan tulee yli 60°C vettä ja alaosaan em. lämpötilaa kylmempää vettä.?

Ei kerrostu. Sitä ei tapahdu myöskään kaasuilla. Oletuksena siis oli, että lähtötilanteessa nesteen/kaasun lämpötila on tasainen.

Goswell
Seuraa 
Viestejä11638
Liittynyt8.3.2010

Tähän liittyen, olen ihmetellyt miksi kylmä ilmamassa pysyy lämpimän ilmamassan päällä tuolla ulkona, miksei kylmyys valu alas, onhan kylmä ilma raskaampaa. Johtuuneeko tuo paine-erosta.

Minun mielestä noin.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Kuten tuossa aiemmin mainittiin, tasaisesti jakautunut lämpötila ei muutu itsekseen kerrostuneeksi. Päinvastoin kerrostumat pyrkivät tasoittumaan aikanaan hyvässä termospullossa sekä kaasuilla että nesteillä, vaikkakin aika hitaasti .

Ilmakehässä paine-erot on jo merkittäviä, joten tiheys vaikuttaa lämpötilajakaumaan. Nousevat ilmavirtaukset jäähtyvät laajetessaan, ja päinvaistoin. Nousun ja laskun aikana lämpötilan muutos noudattaa adiapaattisen laajenemisen lakeja.

Lämminvesivaraajan tapauksessa normaalit käyttötilanteet ylläpitävät lämpötilaeroja. Kuuma sisääntulovesi nousee pinnalle, ja toisaalta käyttövettä lämmitettäessä kierukan pinnalla jäähtynyt vesi "valuu" pohjalle. 

Järvissä pinavesien lämpötila vaihtelee säiden mukaan paljon nopeammin kuin lämpötilat ehtisivät tasoittua, mutta pintavesien viiletessä pohjalle aina valuu viileää tiheämpää vettä, joten pohjalla on aina tasaisen viileää. Asiaan vaikuttaa myös se, että veden tiheys alkaa pienentyä neljän asteen jälkeen.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

malle
Seuraa 
Viestejä15
Liittynyt1.8.2014
bosoni

Ilmakehässä paine-erot on jo merkittäviä, joten tiheys vaikuttaa lämpötilajakaumaan. Nousevat ilmavirtaukset jäähtyvät laajetessaan, ja päinvaistoin. Nousun ja laskun aikana lämpötilan muutos noudattaa adiapaattisen laajenemisen lakeja.

Lämminvesivaraajan tapauksessa normaalit käyttötilanteet ylläpitävät lämpötilaeroja. Kuuma sisääntulovesi nousee pinnalle, ja toisaalta käyttövettä lämmitettäessä kierukan pinnalla jäähtynyt vesi "valuu" pohjalle. 

Ymmärsin tästä että ilmakehän paine-erot mahdollistavat lämpötilajakauman. Mikä voima sitten lämminvesivaraajassa aiheuttaa sen että kuuma sisääntulovesi nousee pinnalle ja jäähtynyt vesi "valuu" pohjalle?

Kun lämminvesivaraajan vesi on sekoitettu hyvin, käsittääkseni siinä on molekyylien lämpöjakauma keskimäärin on mitatun lämpötilan mukainen. Voivatko keskimääräistä lämpimämmät em. voiman vaikutuksesta keräytyä varaajan yläosaan ja vastaavasti kylmemmät varaajan alaosaan?

 

 

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Termodynamiikka kertoo, että lämpötilaerot pyrkivät aina tasoittumaan, ja näin tapahtuisi ilmakehässäkin, jollei lämpötilaeroa ylläpitäviä ilmiöitä olisi (Aurinko lämmittää maan pintaa, ja sitä kautta alailmakehää, lämpöä karkaa säteilynä  avaruuteen jne.)

Lämminvesivaraajassa lämmin vesi on kevyempää kuin kylmä, jolloin noste pitää kuuman veden pinnalla. Vastaavasti kylmä vesi on tiheämpää, ja se voi valua pohjalle. Tämä edellyttää, että valuminen ja nouseminen tapahtuu makrokokoisina annoksina/virtauksena, jolloin lämmön vaihtumista ympäröivään veteen ei ehdi tapahtua merkittävästi.

Jos näitä makrokokoisia konvektiovirtauksia ja niiden aiheuttajia ei ole, niin lämpötila tasoittuu koko ajan.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Liittynyt13.3.2008

Lämminvesivaraajassa laiteessa itsessään on lämpövuotoja. Lämpövuotojen kohdalla vesi on viileämpää kuin muualla astiassa. Jos viileämpi vesi tuossa lämpötilassa on muuta vettä tarpeeksi tiheämpää niin veden lämpötila voi kerrostua. Jos lämpövuoto tapahtuu pohjasta niin kerrostumiseen ei edes tarvita veden virtaamista.

Ilmiön havaitsee selkeästi tarkkuuslämpömittarin (millikelvin - resoluutio) ja lämmintä vettä sisältävän huonosti eristetyn astian avulla. Tasaista lämpötilaa ei ilman jatkuvaa sekoittamista saa mitenkään aikaan, sillä astiaa ympäröivä ilma jäähdyttää astian seinämät. Seinämiä pitkin kylmempi vesi valuu astiaan pohjalle ja kerrostuminen on syntynyt. Pinnasta haihtuva vesi jäähdyttää pintaa ja tuokin vesi valuu pohjalle ilmeisesti seinämiä myöten.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat