Wat is sneller? Opwarmen of afkoelen?

[Nesciyolo]

Ik heb hier een ouderwetse analoge thermometer die het nog goed doet (zie foto).

Ik wil de temperatuur in een andere ruimte meten. Na een tijdje kijk ik en de temperatuur is 18° C. Dan breng ik hem terug en na en tijdje geeft hij 21° C. aan.

Ik probeer hem in de schaduw te zetten. Het zijn allebei afgesloten ruimtes maar de warmere ruimte is een serre waar de zon op schijnt (yeah! ) dus ik denk dat er meer stralingswarmte is daar.

Wat gaat in theorie sneller? Opwarmen van de thermometer of afkoelen? Of zou het even snel moeten gaan?

Het glimmende papier ligt er alleen maar onder voor de foto.

[Xilvo]

Bij opwarmen of afkoelen door geleiding zal het even snel gaan.
Is er (voornamelijk) sprake van straling, dan zal het opwarmen sneller gaan dan het afkoelen. Dan heb ik het nog niet over directe instraling van zonlicht.

[Nesciyolo]

Dank voor de snelle reactie.
Bij directe instraling van de zon ie je de vloeistofspiegel snel omhoog gaan. Dan is het duidelijk. Ik denk dat de straling in deze situatie belangrijk zal zijn. De potjes waar de thermometer op de foto tegenaan staat zijn lege blikjes. Die krijgen waarschijnlijk vrij snel de temperatuur van de omgeving. Maar ik probeer de laatste tijd wat minder te stoken en de temperatuur in mijn keuken was vanochtend nog veel lager dan 18° C (zo'n 15° C denk ik) dus de muren zullen nog relatief koud zijn, terwijl de wanden in mijn serre al oppervlakkig flink opwarmen met de zon erop. Daarom noemde ik de straling ook. Ik denk dat in deze opstelling het effect van straling groter is dan van geleiding. Ook omdat de deur open staat en ik de thermometer minder dan 2 m. verplaatst heb dus waarschijnlijk verschilt de temperatuur van de de lucht in de keuken niet zoveel van de lucht in de serre.

[HansH]

het gaat denk ik om het temperatuurverschil. dus een voorwerp van 10grC wat in een omgeving zit van 100grC zal sneller opwarmen dan dat het afkoelt in een omgeving van 0grC. maar opwarmen naar een omgiving van 20grC zal even snel gaan als afkoelen naar een omgeving van 0grC Beiden hebben dezelfde tijdsconstante.

[Xilvo]

...maar opwarmen naar een omgiving van 20grC zal even snel gaan als afkoelen naar een omgeving van 0grC Beiden hebben dezelfde tijdsconstante.

Bij geleiding doorgaans wel. Bij straling niet.

[HansH]

stralingsvermogen is niet lineair met de temperatuur dus mbt straling zal opwarmen van 20 naar 1000 (bv gloeilamp) sneller gaan dan afkoelen van 1000 naar 20, maar dat week ik niet zeker.

[HansH]

als je het uitgestraalde vermogen weet als functie van de temperatuur dan kun je het wel uitrekenen.

[wnvl1]

Hint: Stefan Boltzman.

$$P=A\epsilon\sigma T^4$$

[Xilvo]

$$P=A\epsilon\sigma T^4$$

Precies. Louter met straling en temperaturen van 0° C en 100° C gaat het opwarmen ca. twee maal sneller dan het afkoelen, als je de tijd neemt tot het verschil tussen temperatuur en eindtemperatuur 5° is.

[HansH]

$$P=A\epsilon\sigma T^4$$

Precies. Louter met straling en temperaturen van 0° C en 100° C gaat het opwarmen ca. twee maal sneller dan het afkoelen, als je de tijd neemt tot het verschil tussen temperatuur en eindtemperatuur 5° is.

Kun je eens uitleggen hoe je daaraan komt? ik neem aan dat het ook te maken heeft met hoe het opwarmen gebeurt, bv heb je het over een gloeidraad waar je al of niet energie aan toevoert in een groot vacuum met daarbuiten een lage temperatuur, of heb je het over opwarmen door het plaatsen van een koud voorwerp in een hete oven van bv 1200 graden en daarna verplaatsen van het hete voorwerp van 1095 graden naar kamertemperatuur omgeving.

[Xilvo]

Zet twee platen (neem ze voor het gemak oneindig groot) tegenover elkaar.
Houd de ene op 100° C, de andere geef je een begintemperatuur van 0° C. Kijk hoelang het duurt voordat de tweede 95° C heeft bereikt.
Dan doe je hetzelfde maar houd je de ene op 0° C en geef je de andere een begintemperatuur van 100° C en wacht totdat die op 5° C is gekomen.

[HansH]

dat is een proefje om eea te meten, maar geen uitleg met een berekening hoe je tot de conclusie komt. dat 2e vroeg ik naar.

[Xilvo]

Dat was een berekening m.b.v. de formule van Stefan-Boltzmann, zoals hier eerder door wnvl1 gegeven.

[HansH]

ok, maar ik zie alleen een formule, maar geen berekening op basis van die formule waaruit volgt dat de opwarmtijd en afkoel tijd verschillend zijn. dus geen inzicht.

[Xilvo]

Die berekening was numeriek. Probeer het maar, een heel simpel scriptje.