sciencetalk

Goeden dag allen.

Vandaag had ik een discussie met mijn collega.
Hij is analytisch laborant (chemisch) en niet zo sterk in natuurkunde.

Hij heeft een boot en wil daarmee deze winter gaan varen.

Mijn stelling was:
Nu het water alsmaar kouder wordt, dan zul je vast meer brandstof verbruiken. Want de moleculen zijn dichter op elkaar, en daardoor zal er meer wrijving zijn, met als resultaat dat je meer kracht nodig zult hebben om vooruit te komen. Brandstof verbruik op koud water is hoger dan op warm water.

Zijn stelling:
Nee, want op zout water ligt de boot hoger dan op zoet water. De boot maakt minder toeren op zout water dan op zoet water. Het koude water zal de boot een hogere ligging geven dan op warm water. Vanwege de hogere ligging zal de boot minder toeren maken met als gevolg minder brandstof verbruik.

Welke stelling is waar? Of zijn alle twee fout?

Knightattack schreef: ↑ma 12 dec 2022, 16:19 Zijn stelling:
Nee, want op zout water ligt de boot hoger dan op zoet water.

Waarom zou koud water zouter zijn? Dat komt uit de lucht vallen.

Xilvo schreef: ↑ma 12 dec 2022, 16:52
Waarom zou koud water zouter zijn? Dat komt uit de lucht vallen.

ik neem aan dat hier de parallel wordt getrokken tussen zout water met een hogere dichtheid dan zoet water en koud water met een hogere dichtheid dan warm water.

Het is wel zo dat water een niet lineaire uitzetting heeft als functie van de temperatuur met bij 4 graden C een maximale dichthid.
maar feitelijk wil je dus weerstand tgv diep liggen vergelijken met weerstand tgv het verplaatsen van voeistof met een hogere dichtheid.

HansH schreef: ↑ma 12 dec 2022, 17:58 ik neem aan dat hier de parallel wordt getrokken tussen zout water met een hogere dichtheid dan zoet water en koud water met een hogere dichtheid dan warm water.

Dat zou goed kunnen.
Sowieso is het dichtheidsverschil maar klein. Wordt de dichtheid een beetje groter dan verhoogt dat de stuwdruk, maar het aangestroomde oppervlak wordt evenveel kleiner. Dat zal elkaar zowat opheffen.
Blijft over de viscositeit. Die is sterk temperatuurafhankelijk en dan zal de weerstand bij hogere temperatuur kleiner zijn. Maar alleen als die viscositeit van belang is, bij heel lage snelheden.

Xilvo schreef: ↑ma 12 dec 2022, 16:52

Knightattack schreef: ↑ma 12 dec 2022, 16:19 Zijn stelling:
Nee, want op zout water ligt de boot hoger dan op zoet water.

Waarom zou koud water zouter zijn? Dat komt uit de lucht vallen.

Hij heeft ervaring met zout water versus zoet water.
Dit heeft hij vertaald naar koud water versus warm water.

Dus mijn bewering (al is het bijna verwaarloosbaar) is juist?

Knightattack schreef: ↑ma 12 dec 2022, 18:30 Dus mijn bewering (al is het bijna verwaarloosbaar) is juist?

Ik zou voor jouw antwoord gaan. Maar inderdaad zal het nauwelijks uitmaken.

Knightattack schreef: ↑ma 12 dec 2022, 18:30

Dat wordt dan toch een praktijktest denk ik nu. en nog eentje in de zomer.

De invloed van de dichtheid lijkt mij erg klein. De invloed van de temperatuur op de efficiëntie van een motor is wel groot. Een koude motor gebruikt meer benzine dan een warme motor. Bij autorijden heeft de temperatuur wel een flinke invloed op de dichtheid/luchtweerstand. De luchtweerstand is bij 20 graden 7% lager dan bij 0 graden.

Ik reageer wat sneller dan ik de reacties goed lees. Een boot drijft. Als het water 1% dichter wordt gaat de boot 1% meer drijven. Het effect op de boot is dan ongeveer 0% afhankelijk van de precieze stroomlijn van de boot.
En Hans... Ik denk dat uit de praktijktest vooral blijkt dat de motor bij lage temperaturen minder efficiënt omgaat met de brandstof.

Pa Pinkelman schreef: ↑ma 12 dec 2022, 20:58 De invloed van de dichtheid lijkt mij erg klein. De invloed van de temperatuur op de efficiëntie van een motor is wel groot. Een koude motor gebruikt meer benzine dan een warme motor.

Ik heb weing verstand van benzinemotoren maar ik zou verwachten dat het thermodynamisch rendement hoger wordt bij een groter verschil tusse hoogste en laagste temperatuur.

Pa Pinkelman schreef: ↑ma 12 dec 2022, 20:58 Bij autorijden heeft de temperatuur wel een flinke invloed op de dichtheid/luchtweerstand. De luchtweerstand is bij 20 graden 7% lager dan bij 0 graden.

Bij gelijke luchtdruk, uiteraard. Die kan ook behoorlijk variëren.

Pa Pinkelman schreef: ↑ma 12 dec 2022, 21:03
Ik denk dat uit de praktijktest vooral blijkt dat de motor bij lage temperaturen minder efficiënt omgaat met de brandstof.

de vraag is dan of de temperatuur van de motor lager wordt. normaal gesproken zit er een feedback systeem in de koeling die meer koelwater rondpompt als de temperatuur oploopt, dus blijft dan de motor op dezelfde temperatuur ongeacht de buiten temperatuur (nadat hij is opgewarmd vanaf koude start natuurlijk). Maar dat is een ander topic. het gaat er hier om wat de boot in het water doet qua weerstand.

Ik denk dat als het echt koud is
De temperatuur van de brandstof en de koude start van de moter een veel groter invloed hebben op het brandstofgebruik dan de het verschil in dichtheid van het water als je een kort tochtje maakt.

maar voor lange tochten ga in met jouw maat mee indien hij de ervaring heeft dat bij zout water het brandstofgebruik merkbaar lager is dan bij zoetwater onder verder gelijke omstandigheden denk ik dat hij wat betreft zijn boot gelijk heeft.
Waarbij ook de gevaren snelheid nog een parameter kan zijn omdat de boot dan wat omhoog kan komen.

wil niet zeggen dat dit voor alle boten geld de vorm van het onderwaterschip maakt erg veel verschil.

Mijn collega heeft deze vraag aan zijn kennis, die natuurkunde heeft gestudeerd, gesteld. Deze beweerd dat er meer zuurstof in de koude droge lucht is, en daardoor de motor meer vermogen krijgt.

Veel factoren om rekening mee te houden. Blijkbaar niet een makkelijke vraag. Ik ben geen meteoroloog en kan niet beoordelen of er echt meer zuurstof in de lucht is. Mij lijkt het logischer dat er minder water in de lucht is vanwege de ijle lucht. Maar of dat invloed heeft op het vermogen van een motor ...misschien, ik weet het niet.

Knightattack schreef: ↑di 13 dec 2022, 07:12 Mijn collega heeft deze vraag aan zijn kennis, die natuurkunde heeft gestudeerd, gesteld. Deze beweerd dat er meer zuurstof in de koude droge lucht is, en daardoor de motor meer vermogen krijgt.

In koude lucht zitten de moleculen dichter op elkaar (hogere dichtheid) dus daarom kan de motor meer vermogen leveren. Maar dat zegt nog niets over de efficiency van de motor. Immers wat je gaat doen bij zo'n vergelijkingstest is met exact dezelfde snelheid varen en dan het brandstofverbruik vergelijken. het vermogen wat de boot nodig heeft is zeer sterk afhankelijk van de snelheid (veel meer dan lineair evenredig). Dus 10% sneller varen levert misschien wel 30% meer benodigd vermogen. Dus als al iets wilt kunnen vergelijken dan kan dat alleen als je exact dezelfde snelheid vaart.

boertje125 schreef: ↑ma 12 dec 2022, 21:24 Ik denk dat als het echt koud is
De temperatuur van de brandstof en de koude start van de moter een veel groter invloed hebben op het brandstofgebruik dan de het verschil in dichtheid van het water als je een kort tochtje maakt.

De vraag is dus welke effecten je allemaal mee wilt nemen. De TS noemde alleen de effecten die door het water veroorzaakt worden en wilde die met elkaar vergelijken. De vraag is dus of de TS met de nieuwe inzichten nog steeds het op die manier wil beperken. (omdat het ging over de effecten van water) Je kunt er van alles bijhalen, maar dan maak je het jezelf alleen maar steeds moeilijker en kun je er uiteindelijk niets mee vrees ik.