Lämmönsiirtyminen matemaattisesti tarkasteluna

luonnontietelijätär

Osaisiko joku selittää kokonaisvaltaisesti lämmön siirtymiseen liittyvän tehtävän. Osaan pyöritellä kaavoja jne., mutta jokin epäselvyys minulla tuntuu olevan näissä lämmön siirtymistehtävissä.

Esimerkiksi tilanne, jossa meillä on mehua, johon lisätään jäitä. Systeemi pyrkii asettumaan tasapainotilaan, ja jos ideaalisoidaan systeemi eristetyksi, jäähtyvien osien luovuttama lämpömäärä on yhtä suuri kuin lämpenevien osien vastaanottama lämpömäärä.

Fysikaalinen tarkastelu on selvä ja looginen, mutta en ymmärrä miten matemaattisesti se ilmaistaan. Toisin sanoen mitä tekijöitä tulee huomioida muodostaessa lauseketta, jossa toisella puolella on mehun luovuttama lämpömäärä ja toisella puolella jäiden vastaanottama lämpömäärä. Tehtävä ei mene niin suoraviivaisesti kuin, että mehun luovuttama lämpömäärä on yhtä suuri kuin jäiden vastaanottama lämpömäärä.

En ole matemaattisesti kovinkaan lahjakas, joten tarvitsen hyvin käytännönläheisen selityksen osatakseni laskea luonnonilmiöihin liittyviä tapahtumia.

7

123

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • luonnontieteilijätär

      Lisäys edelliseen kysymykseen, että kuinka siis huomioidaan olomuotomuutokset ja lämpötilakapasiteetti tehtävässä. Jäähän sulaa tehtävässä, joten se tulee ainakin huomioida.

    • >

      Kyllä se nimenomaan menee juuri näin suoraviivaisesti. Sinun pitää vain osata huomioida, mihin eri prosesseihin jää vastaanottaa vedeltä lämpöä, jotta päädytään lopputilaan, jossa on sekaisin mehua ja saman lämpöistä jään sulamisvettä.

      Mehu luovuttaa lämpömäärän, joka kuluu kolmeen eri vaiheeseen:
      1) Jään lämmittäminen 0-asteiseksi
      2) 0-asteisen jään sulaminen
      3) Sulamisessa syntyneen veden lämmittäminen samaan lämpötilaan mehun kanssa

      Mehun luovuttama lämpömäärä on siis yhtä suuri kuin näiden kolmen prosessin lämpömäärien summa.

      • luonnontieteilijätär

        Kiitos Vanellus selkeästä vastauksesta. Ensimmäistä kertaa elämässäni joku vastaa melko suoraan kysymykseen suoralla vastauksella. Epäilin jotain tuon suuntaista, mutta osasit koota ajatukset järkevästi.

        Nuo kolme eri vaihetta yhtälön toiselle puolelle, mutta yhtälön toisella puolella on mehun luovuttaman lämpömäärän lisäksi yhtälö, joka pitää sisällään lasin lämpökapasiteetin ja lampötilan muutoksen. Luovuttaako lasikin lämpöä sitten (mehun lisäksi)?


      • luonnontieteilijätär kirjoitti:

        Kiitos Vanellus selkeästä vastauksesta. Ensimmäistä kertaa elämässäni joku vastaa melko suoraan kysymykseen suoralla vastauksella. Epäilin jotain tuon suuntaista, mutta osasit koota ajatukset järkevästi.

        Nuo kolme eri vaihetta yhtälön toiselle puolelle, mutta yhtälön toisella puolella on mehun luovuttaman lämpömäärän lisäksi yhtälö, joka pitää sisällään lasin lämpökapasiteetin ja lampötilan muutoksen. Luovuttaako lasikin lämpöä sitten (mehun lisäksi)?

        >

        Kyllä, todellisuudessa juuri näin käy. Monesti näitä koulutason laskutehtäviä yksinkertaistetaan niin, ettei astian luovuttamaa tai vastaanottamaa lämpöä huomioida. Mutta jos tehtävänanto sitä edellyttää ja antaa siihen tarvittavat tiedot, niin silloin se on toki huomioitava.

        Astian ja mehun luovuttamien lämpömäärien summa on siis yhtä suuri kuin noiden kolmen edellämainitun prosessin lämpömäärien summa.


    • mkonjibhu

      Pitää muistaa, että jään sulamislämpö vastaa noin 80 asteen lämpötilan muutosta vastaavassa määrässä nestettä. Siksi jäätä tarvitaan aika vähän jäähdytettävän mehun määrään verrattuna.

    • maisteri Lehtiö

      mahtaa Lehtistä ny naurattaa

    • luonnontieteilijätär

      Uskomatonta miten selkeästi osaat kertoa asiat Vanellus. Mikä on koulutustaustasi? Aloitin hiljattain fysiikan opiskelut ja tuntuu, että ihan yksinkertaisiin kysymyksiin, kun mikä vaikuttaa mihin ei saa kunnollista vastausta.

      Toisinaan ihmiset sekoittavat jopa terminologian ja menen ihan sekaisin. Silloin kun on alussa opinnoissaan pienetkin sekaannukset sekoittavat ainakin oman pääni. Ehkä muut osaavat jotenkin korjata puheesta puutteet, mutta minulle se on erittäin hankalaa. En ole pilkunviilaaja tai viisastelija, kun kysyn ihan perusasioita.

      Jos olet vielä linjoilla, niin miten selität käämin? Tiedän, että kyseessä on laite, johon indusoituu muuttuvan magneettikentän avulla sähkövirta, mutta mikä pyrkii vastustamaan minkä muutosta (ja miksi)?

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. 4 kuoli kolarissa

      Kenen vastuulla tienhoito? Sohjoa ja vettä tie täynnä. Oliko säästetty tienhoidossa? Järkyttävä onnettomuus.
      Joensuu
      425
      16548
    2. Nainen, moraali on koetuksella sun kanssa

      Koen nyt olevani rappiolla ja kyllä, omaa syytäni ja itsekontrollin puutetta, mutta olethan kyllä puoleensavetävä, ettei
      Ikävä
      140
      2640
    3. Kuka on oikein

      Kaivattusi?
      Ikävä
      94
      1966
    4. Mikä on lempikuvasi

      Kaivatustasi?
      Ikävä
      86
      1849
    5. Onko kenelläkään tästä tietoo?

      https://www.haapavesi-lehti.fi/artikkeli/lukijalta-ilkka-repo-etsii-nimettoman-kirjeen-lahettajaa Olisi tärkeä saada te
      Haapavesi
      48
      1414
    6. Mitä sinä näet

      kun katsot peiliin?
      Ikävä
      98
      1295
    7. Ovatko miehet niin heikkoja ja lahjattomia, etteivät siedä tasa-arvoa?

      Muutenhan ei ole mitenkään perusteltavissa, miksi miesten pitäisi saada etuoikeuksia ja etumatkaa. Sehän tarkoittaisi, e
      Maailman menoa
      290
      1234
    8. Suomussalmi News -valvontakameran tunnisteet pojista

      Pojat on aina poikia, mutta kiusanteko ja muu ilkivalta ei ole hyväksyttävää. Suomussalmi News -ryhmässä on uunituore vi
      Suomussalmi
      34
      1230
    9. Se helpottaisi oloa jos

      Se toinen tietäisi että molemmat tykkäämme toisistamme. Se on asia mikä vaivaa ja ahdistaa minua vaikka tilanne olisikin
      Ikävä
      83
      1189
    10. Ihastukselleni

      Kun viimeksi nähtiin, niin sisälläni repesi myrsky ja salamat iskivät kuin rajuilma. En halunnut katsoa sinua, en halunn
      Ikävä
      21
      1153
    Aihe