Hat kalte Luft eine höhere spezifische Wärme als warme Luft?
Ich würde JA sagen obwohl das paradox erscheint :).
4 Antworten
Je nachdem, wie warm und wie kalt. Hier in der Tabelle...
https://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html
...kann man sehen, daß die (massenbezogene) spezifische Wärme der Luft bei Normaldruck (1 bar) im Bereich um ca. 0 °C ihr Minimum hat und sowohl bei tieferen als auch bei höheren Temperaturen zunimmt:
1.026 kJ/(kg K) bei -150°C
1.005 kJ/(kg K) bei 0 °C
1.068 kJ/(kg K) bei 400 °C
Zum Vergleich:
https://www.ohio.edu/mechanical/thermo/property_tables/air/air_Cp_Cv.html
http://www.thermopedia.com/content/553/ (Table 3)
Auch im Taschenbuch für Chemiker und Physiker von J. D'Ans und E. Lax gibt es eine Tabelle mit der spezif. Wärme der Luft, die qualitativ das gleiche Bild ergibt, in meiner Ausgabe von 1949 allerdings noch in der Einheit cal/(g grad).
Du meintest ja, je nachdem wie warm/kalt. Tabellen und dergleichen haben wir nicht um zu vergleichen.
Ihr habt ja nun die Links zu den Tabellen bekommen. An Eurer Stelle würde ich das, was man dort findet, als Antwort geben. Dagegen kann niemand, der seriös Physik machen will, etwas einwenden. Die im Experiment ermttelten Fakten sind der entscheidende Maßstab, an dem man in der Naturwissenschaft feststellt, wie es ist und wie es nicht ist.
Falls Ihr im Unterricht eine Theorie lernen sollt, die etwas anders sagt als diese Fakten, dann stimmt diese Theorie entweder gar nicht, oder, was ganz oft vorkommt: sie stimmt nur unter bestimmten Bedingungen, z.B. nur innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs.
Die Bezeichnungen "warme Luft" und "kalte Luft" sind ohnehin ziemlich ungenau. Deshalb kommt man, wenn man der Frage ernsthaft nachgehen will, nicht darum herum, präziser zu sagen, was man damit meint. Es stattdessen "allgemeiner" sagen zu wollen, ergäbe meiner Meinung nach wenig Sinn.
Ich habe oben in meiner Antwort zwei Temperaturbereiche angegeben, in denen es sich verschieden verhält: Von -150°C bis ungefähr 0 °C hat kältere Luft eine etwas höhere spezifische Wärme als wärmere Luft. Von ungefähr 0 °C bis 400 °C ist es umgekehrt. Das ist so festgestellt worden und so kann man es sagen.
Wie es unterhalb von -150°C und oberhalb von 400°C aussieht, das sagt die Tabelle nicht und vermutlich haben die Physiker, von denen die Tabelle stammt, es mit ihren Meßmethoden nicht herausfinden können.
Die gemessenen Unterschiede sind allerdings nicht groß. Wie PWolff in seiner Antwort sagte: Luft ist unter üblichen Bedingungen in sehr guter Näherung ein ideales Gas. Man kann also, wenn man will, ebensogut auch sagen: Kältere Luft hat etwa die gleiche spezifische Wärme wie wärmere Luft. Vielleicht ist diese Erkenntnisleistung das, was von Euch erwartet wird.
Würde das gegenteil behaupten, da warme Luft mehr absolute Luftfeuchtigkeit abkann, ergo dann bei den selben prozentualen Luftfeuchtigkeiten gewänne wärmere Luft. Bei identischer absoluter Luftfeuchtigkeit müsste es identisch sein.
Ich bearbeite gerade ein paar Multiple-Choice Fragen für meine Prüfung. Was denkst Du von folgender Aussage? Ich meine, dass sie richtig ist. Warme Luft hat bei gleicher absoluter
Feuchte eine geringere relative Feuchte als kalte.
Die spezifische Wärme ist im SI-Einheitensystem in J/(kg·K) angegeben und ist damit unabhängig von der Temperatur des Körpers.
Wenn wir natürlich die Wärmespeicherkapazität anstatt auf die Masse auf das Volumen beziehen, dann hat natürlich die kältere Luft die höhere spezifische Wärme wegen der steigenden Masse mit sinkender Temperatur.
Was daran paradox sein soll, erschließt sich mir nicht.
Pro Volumen mit ja. Pro Masse: Luft ist unter üblichen Bedingungen in sehr guter Näherung ein ideales Gas.
Spezifische Wärme ist doch die Fähigkeit Wärme zu speichern. Somit ist kalte Luft in der Lage Wärme besser zu speichern als warme, habe ich das richtig verstanden? Das widerspricht sich doch, wie kann ich das nachvollziehen? :/
Aber es sind keine weiteren Angaben gemacht worden, wie sähe es denn allgemein aus?