wasser durch rühren erwärmen
1)wie gehts, 2)wie kann man messen, wie effektiv
6 Antworten
Man muss einen sehr schnell laufenden intensiven Mischer verwenden (z.B. eine Dissolver-Scheibe), dann klappts - ob dies sinnvoll ist, ist eine andere Frage
Der Strombedarf des Antriebsmotors ist bekannt, Volumen und Temperatur des Wassers kann man messen
nicht effektiv. deine rührbewegungen müssten die wasser moleküle in sich zur bewegung bringen... fang mal an zu trainieren ;)
Genauso effektiv, wie durch Drehen Strom zu gewinnen und mit diesem dann das Wasser zu heizen!
Moin,
ja - nach dem Energieerhaltungsgesetz wandelt sich die Bewegungsenergie durch die Reibung der Wassermoleküle (wobei da nicht sehr viel Reibung entsteht) in Wärme um.
Messen könntest du das mit einem sehr genauen Thermometer.
Versuchsaufbau wäre Wasser in einem Glaszylinder wo ein magnetischer Rührquirl drin ist.
Das Wasser so lange bei Raumtemperatur stehen lassen (die Raumtemperatur sollte sich nicht verändern) stehen lassen bis sich die Wassertemperatur auch nach 1 Stunde nicht mehr ändert.
Dann Magnetrührer anstellen - Messwerte aufnehmen.
Vermutlich wird es sehr langsam passieren, da Wasser sehr viel Energie aufnehmen kann.
Viel Spaß und Erfolg und viele Grüße, Jörn
DH, Super Idee mit dem Magnetrührer, damit kann man berührungslos durch eine Wärmeisolierung hindurch wirken. Die benötigt man nämlich, sonst kühlt das wasser durch die Umgebende Luft zu schnell aus. heute ist die isolierung dank Styropor kein Problem mehr. Ein elektronisches thermometer misst dann auch so, dass ma auch dazu nicht mehr von außen in das System eingreifen muss.
Durch Rühren erwärmt sich Wasser tatsächlich.
Der Effekt ist allerdings nicht besonders groß. Ein Ultraturrax-Rührer (ähnlich dem Mixstab in der Küche) mit 20000 U/min oder noch schneller drehend, erwärmt das Wasser aber sehr stark.
Ich arbeite in der pharmazeutischen Industrie, dort verwenden wir solche sehr intensiven Rührer / Mixer und müssen das Rührgut regelmäßig stark kühlen, damitHitzeempfindliche Inhaltsstoffe nicht verderben.
Im Normalfall ist der Effeht natürlich auch da, er wird aber durch andere effekte überlagert. Wärmeleitung und Wärmekonvektion. Das haißt, wenn das gefäß nicht außergewöhnlich gut isoliert ist, wirst du diesen geringen Effekt kaum messen können
Robert Mayer führte den Nachweis, dass sich wasser durch Schütteln erwärmen lässt. Er formulierte daraus das Energieerhaltungsgesetz, eine der Grundlagen der klassischen Physik.
Die gesamte für das Rühren aufgewendete Energie wird in Wärme umgesetzt. irgendwohin muss die Energie ja gehen.
Ein Mensch kann durch rühren mit der Kraft seiner Arme etwa 20 bis 30 Watt erzeugen. Auf einem Fahrrad (mit den Beinen) kann der Mensch etwa 70 Watt erzeugen. Kurzzeitig ist weit über das 10-fache möglich, dafür ermüdet man aber sehr schnell.
Mit einem geeigneten Rührwerk kann man also das Wasser mit etwas über 20 Watt erwärmen. Pro Sekunde kann man so etwa 5 Milliliter Wasser um 1°C erwärmen. Man braucht 200 Sekunden um einen Liter um 1°C zu erwärmen und somit etwa 16400 Sekunden oder 273 Minuten oder 4,55 Stunden um einen Liter Wasser zum kochen zu bringen - vorrausgesetzt man kann so lange mit voller Kraft rühren und es geht gar keine Wärme an die umgebung verloren!
In der Technik wird oft mechanische Energie durch rühren in Wärme umgewandelt. Bei der Retarderbremse eiens LKW wird Öl gerührt um den LKW auf Bergabpassagen verschleißfrei zu bremsen. Im Automatikgetriebe eines Autos wird die Motorkraft über einen Drehmomentwandler an das getriebe abgegeben. Dazu wird auch Öl gerührt, der Motor versetzt das öl im Wandler in eine Kreisbewegung die dann das getriebe antreibt. Hier geht auch Energie durch das Rühren verloren, da nicht die gesamte Energie vom motor am getriebe ankommt. Das ist der Grund warum Automatikfahrzeuge einen höhrenen Benzinverbrauch haben.
Schau mal hier, da ist das Gerät abgebildet, mit dem James Prescott Joule diesen Effekt nachgewiesen hat. Nicht umsonst wurde die Energie-Einheit Joule nach ihm benannt...
Ein Rührwerk, das Wasser erwärmt.
http://de.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joule
Zitat: Einer thermisch isolierten Wassermenge wurde eine definierte Menge mechanischer Energie zugeführt und anschließend die Temperaturerhöhung gemessen. Auf diese Weise konnte er die Existenz einer Wärmeäquivalenz nachweisen, die ihm zu Ehren in der Einheit Joule gemessen wird. Diesen Nachweis erbrachte fast gleichzeitig und unabhängig von Joule auch Robert Mayer (1814–1878) aus Heilbronn.