Kühlen sich warme Objekte in einem kalten Raum schneller ab, als sich kalte Objekte in einem heißen Raum erhitzen?
Tut mir im Vorhinein leid, falls die Frage extrem dämlich ist.
Kühlen sich warme Objekte in einem kalten Raum schneller ab, als sich kalte Objekte in einem heißen Raum erhitzen?
Um meine Frage genauer zu verstehen:
Man stelle sich einen Raum vor, der eine bestimmte Temperatur hat. In diesem Raum wird dann ein gegenteilig temperiertes Objekt, mit ebenfalls einem bestimmten Temperaturunterschied zu dem Raum, platziert.
Würde sich dann ein kaltes Objekt in einem warmen Raum sich schneller der Raumtemperatur angleichen, als ein warmes Objekt in einem kalten Raum?
Vielen Dank im Voraus für eine mögliche Antwort!
LG
5 Antworten
Wenn in beiden Fällen die Versuchsanordnung ansonsten absolut gleich ist, gibt es fast keinen messbaren Unterschied. Entscheidend ist letztlich die Temperaturdifferenz.
Einen sehr kleinen Unterschied dürfte es aber geben, dass die Abkühlung des heißen Gegenstandes etwas schneller erfolgt als umgekehrt. Das liegt daran, dass auch die Dichte des Kühlmittels, hier der Luft, einen geringen Einfluss auf den Wärmeübergang hat. Kalte Luft ist etwas dichter als warme Luft und nimmt daher bei gleicher Temperaturdifferenz etwas mehr Wärme auf als warme.
eigentlich ist das egal - es kommt viel mehr auf die Position im Raum an und ob es vom Boden bis zur Decke starke Temperaturunterschiede gibt die sich für eine Konvektion nutzen lassen.
Und dann kommt es noch darauf an ob sich die Energie mittels Wärmestrahlung auf die Umgebung übertragen lässt - Kälte kann man nicht abstrahlen Energie in Form von Licht oder Infrarotstrahlung dagegen schon.
Das heißt, man kann die Frage eigentlich gar nicht beantworten, oder?
Kälte kann man nicht abstrahlen
kann man schon - die Wärmestrahlung läuft in die umgekehrte Richtung
Das braucht dir nicht leid zu tun, ich liebe solche Denkansätze wo man mal wieder grübeln kann... :-)
Wenn man das jetzt mal rein theoretisch betrachtet:
Du hast einen Raum und bringst jeweils zwei Objekte mit gleicher Leitfähigkeit, Größe, Dichte, Oberfläche, usw... dort hinein. Ein Objekt ist meinetwegen um 10 Kelvin wärmer als die Umgebungstemperatur, das andere 10 Kelvin kälter.
Dann würde theoretisch das Abkühlen oder Aufwärmen exakt gleich dauern, bis die Gleichheit Temperatur hergestellt ist, denn die Differenz der thermischen Energie wäre jeweils die Gleiche.
Ganz klar ist auch, daß kein Aggregatsübergang stattfinden darf, denn manche Stoffe verhalten sie hier anders, z.B. Anomalie des Wassers.
Wenn natürlich ein Körper einen anderen Parameter hat, dann ist die Gleichheit natürlich nicht mehr gegeben.
Wenn jetzt hier jemand ganz genau nehmen würde, dann müsste man sogar sagen, daß sich die Gleichheit erst in der Unendlichkeit widerherstellt, da die Abkühlkurve eine Hyperbel ist. Spätestens hier fängt dann das Hirn zu qualmen an, denn dann sind wir bei solchen Themen wie definierte Unendlichkeit und Hilberts Hotel :-D
Stimmt genau :-) bloß ich habe hier die Befürchtung, daß uns dann nicht mehr alle Leute folgen können, wenn wir nun zur natürlichen Exponentialfunktion und der Eulerschen Zahl in der Basis übergehen. Hier fängt Mathematik an interessant zu werden, aber als Schüler hab ich es gehasst :-D
Das ist die Zahl e aus der Exponentialfunktion e^x
Ihr Wert ist 2,718281... Genauso wie pi unendlich viele Kommastellen. Es gibt zum Glück eine Taste auf dem Taschenrechner für sie :-D Damit werden stegiges natürliches Wachstum oder Zerfall berechnet: Der Kaffee wird kalt, ein radioaktives Element zerfällt, usw...
Das hängt nur von der Wärmleitfähigkeit des Objektes ab und der Größe des Objektes, Sagen wir ein Kupferklumpen mit meter mal meter, also einem quadratmeter, dann wäre es ziemlich gleich.
Es dürfte sich die Waage halten, da in beiden Fällen ein kleineres Objekt mehr Wärme oder Kälte abgeben müsste.
Wichtig wäre hier halt auch die Isolierung des Objektes, zb Holz kühlt nicht so schnell aus, Metall wiederum ist als Wärmeleiter überall aktiv, zb Gold und Kupfer für Strom.
physik hat sehr viel mit Berechnungen zu tun, würde man das ganze Vernünftig rechnen wollen, müsste man große des Objektes Position und temperatur kennen, ebenfalls müsste man noch den Luftstrom mit einrechnen, und die Bodenisolierung, oder ob es ein frei hängendes Objekt wäre.
Und wie Groß und iosliert der Raum is wäre auch entscheeidend auch wo der Heizkörper angebracht is.
Das Problem ist symmetrisch, also NEIN, es gibt keinen Unterschied.
eine e-Funktion, um genau zu sein