door Gast » wo 24 apr 2024, 15:19
[edit] even wat minder slordig met mijn termen 'warmtecapaciteit' en 'soortelijke warmte' en 'thermische massa' [/edit]
Xilvo maakt wel impliciet de aanname dat de warmtegeleiding ondergeschikt is aan de warmtecapaciteit. Het zijn metalen, dus dat is inderdaad een redelijke aanname, maar strikt genomen is de vraag onbeantwoordbaar. Dit omdat iets met een hele hoge soortelijke warmte maar een hele lage warmtegeleiding de koffie heel lang warm zal houden. Koper geleidt warmte veel beter dan staal en kan dus in principe veel sneller warme weg trekken uit de koffie. Maar doordat de koper een lagere soortelijke warmte heeft, zal het sneller in temperatuur toenemen dan staal, wat de geleiding weer vertraagd.
Dan maakt de tijdschaal waarop je kijkt dus ook uit. Dus de instantane afkoelsnelheid, direct na het inschenken is het hoogst voor het materiaal met de hoogste warmtegeleiding, koper in dit geval (meen ik). Maar het koper warmt sneller op dan het staal, dus staal kan later in de tijd misschien van het koper winnen. Maar dat hangt dan ook weer af van de totale massa van de beker, welke ook gegeven is. De koperen beker is zwaarder dan de stale beker en heeft een hogere warmtecapaciteit:
Koper: 390 J/(Kg K) * 0.150 kg = 58.5 J/K
Staal: 460 J/(Kg K) * 0.100 kg = 46 J/K
Aluminium: 910 J/(Kg K) * 0.030 kg = 27.3 J/K
Zilver: 230 J/(Kg K) * 0.050 kg = 11.5 J/K
Dus de gemiddelde temperatuur van de koperen beker zal minder ver oplopen dan de beker van staal en door die lagere temperatuur zal het sneller warmte onttrekken dan de stalen beker. Dit als je aanneemt dat de warmtegeleiding ondergeschikt is, wat wil zeggen dat de temperatuur van de beker overal bijna hetzelfde is.
En verder neem je nog aan dat de warmteafgifte naar de buitenwereld (de lucht, de tafel, etc) ook weer ondergeschikt is voor de tijdschalen waarop je kijkt.
[edit] even wat minder slordig met mijn termen 'warmtecapaciteit' en 'soortelijke warmte' en 'thermische massa' [/edit]
Xilvo maakt wel impliciet de aanname dat de warmtegeleiding ondergeschikt is aan de warmtecapaciteit. Het zijn metalen, dus dat is inderdaad een redelijke aanname, maar strikt genomen is de vraag onbeantwoordbaar. Dit omdat iets met een hele hoge soortelijke warmte maar een hele lage warmtegeleiding de koffie heel lang warm zal houden. Koper geleidt warmte veel beter dan staal en kan dus in principe veel sneller warme weg trekken uit de koffie. Maar doordat de koper een lagere soortelijke warmte heeft, zal het sneller in temperatuur toenemen dan staal, wat de geleiding weer vertraagd.
Dan maakt de tijdschaal waarop je kijkt dus ook uit. Dus de instantane afkoelsnelheid, direct na het inschenken is het hoogst voor het materiaal met de hoogste warmtegeleiding, koper in dit geval (meen ik). Maar het koper warmt sneller op dan het staal, dus staal kan later in de tijd misschien van het koper winnen. Maar dat hangt dan ook weer af van de totale massa van de beker, welke ook gegeven is. De koperen beker is zwaarder dan de stale beker en heeft een hogere warmtecapaciteit:
Koper: 390 J/(Kg K) * 0.150 kg = 58.5 J/K
Staal: 460 J/(Kg K) * 0.100 kg = 46 J/K
Aluminium: 910 J/(Kg K) * 0.030 kg = 27.3 J/K
Zilver: 230 J/(Kg K) * 0.050 kg = 11.5 J/K
Dus de gemiddelde temperatuur van de koperen beker zal minder ver oplopen dan de beker van staal en door die lagere temperatuur zal het sneller warmte onttrekken dan de stalen beker. Dit als je aanneemt dat de warmtegeleiding ondergeschikt is, wat wil zeggen dat de temperatuur van de beker overal bijna hetzelfde is.
En verder neem je nog aan dat de warmteafgifte naar de buitenwereld (de lucht, de tafel, etc) ook weer ondergeschikt is voor de tijdschalen waarop je kijkt.
