Stijgen temperatuur bij tractie op materiaal

[PhilipVoets]

Ik vroeg me af of het volgende fenomeen bekend is in de fysica en, zo ja, wat de verklaring hiervoor is: ik trok laatst in een onoplettende bui in verticale richting uit verveling aan een uit staande gloeilamp en het leek wel of het glas kortdurend iets warmer werd door de rek erop (zonder verplaatsing of duidelijke frictie). Misschien heb ik het me verbeeld, maar ik kreeg wel sterk die indruk. Kan het kloppen dat materiaal iets opwarmt door tractie?

[physicalattraction]

Kun je je handeling duidelijker omschrijven? Het lijkt me sterk dat een object warmer wordt als je er aan trekt.

[Marko]

Nee, dat kan niet. Zonder verplaatsing is er geen arbeid en dan is er ook geen energie om een en ander op te warmen. Ik denk eerder dat je de warmte van je hand hebt gevoeld.

[Xilvo]

Stel, je pakt het glas van de lamp vast met een kracht van 1 N. Stel de lamp wordt daardoor 0,1 mm ingedrukt (dat lijkt me al extreem veel), dan heb je een energie van 1E-4 J toegevoerd.
Stel het glas heeft een massa van 10 g en schat soortelijke warmte op ongeveer 1000 J/kg.K. Dan warmt de lamp met 1E-5 K op. Dat is niet voelbaar.
Tegelijk pak je die lamp, met een temperatuur van ca 20° C vast met een hand die veel warmer is, waardoor het glas al snel enkele graden warmer wordt.
Dus als je merkt dat de lamp warmer wordt, dan komt dat door jouw warme hand, niet door de mechanische actie.

[jkien]

Ik kan me voorstellen dat je vingers eerst een beetje slippen over het glasoppervlak, en dat de arbeid van de wrijving het aangeraakte glasoppervlak een paar graden opwarmt. Daarna kun je wellicht met je vingers de opwarming voelen.

[Xilvo]

Ik kan me voorstellen dat je vingers eerst een beetje slippen over het glasoppervlak, en dat de arbeid van de wrijving het aangeraakte glasoppervlak een paar graden opwarmt. Daarna kun je wellicht met je vingers de opwarming voelen.

Stel de kracht op de lamp weer 1 N, de wrijvingscoëfficiënt μ op 1 en de afstand waarover een vinger beweegt 5 cm.
Dan ontwikkel je 0,05 J aan warmte.
Stel weer de massa van het glas op 10 g en de soortelijke warmte op ongeveer 1000 J/kg.K. Dan warmt de lamp met 0,005 K op. Een paar graden haal je bij lange na niet.

[jkien]

Als je een leren lap over de gloeilamp wrijft, met de kracht die soms nodig is om een stroef draaiende gloeilamp los te draaien, voel je meteen daarna dat het gewreven glasoppervlak een beetje warmer is dan het niet gewreven glasoppervlak.
De leren lap verhindert de warmtegeleiding van huid naar glas. Ik ben het niet eens met jouw aanname dat er 10 gram glas wordt opgewarmd. Stel dat het gewreven glasoppervlak 10 cm² is, en de indringdiepte van de warmte na 10 seconden 0,01 mm. Dan wordt er 0,01 gram glas opgewarmd, en dan geeft die 0,05 J een opwarming met 5 °C

[Xilvo]

Als ik voor glas deze waardes neem:
\(\lambda=1\ \frac{W}{m.K}\)
\(\rho=2500\ \frac{kg}{m^3}\)
\(c_p=1000 \ \frac{J}{kg.K}\)
dan wordt de warmtevereffeningscoefficient
\(\alpha=\frac{\lambda}{\rho c_p}=4\cdot 10^{-7} \ \frac{m^2}{s}\)


Na 1 s is de indringdiepte \(d=\sqrt{\pi a t}\) dan al iets meer dan 1 mm en wordt de temperatuur aan het glasoppervlak niet meer dan 0,1 K opgewarmd.

[jkien]

Hmm. Dus glas is een slechte warmtegeleider vergeleken met metalen, maar geen isolator, zoals bij elektrische geleiding. Eigenlijk blijkt dat ook wel uit de koude ramen in de winter.

[Xilvo]

Als je drie koude massieve voorwerpen hebt, één van metaal, één van glas en één van hout, dan merk je dat het metalen voorwerp het koudst aanvoelt, dan het glazen voorwerp en op grote afstand het houten object.
Natuurlijk speelt soortelijke warmte ook een rol, maar niet of nauwelijks heel kort na het vastpakken.

[CoenCo]

Ik denk eerder dat er een beetje stof op die (statische) lamp zat, en je dat onder je vingers verzamelde.