Wasser/Luft: Werden die Temperaturen "identisch"?

[Martin15]

Hallo Leute,
wir hatten zu Hause eine kleine Diskussion, bei der wir gerne eine Antwort finden würden.
Also es geht darum, dass ich meinte, dass das Wasser, welches vorher eine kühlere Temperatur aufwies, nicht die Temperatur der Luft erreichen würde.

Ich stelle mir das nämlich so vor, dass wir eine Funktion hätten, die zur dominanten Temperatur hingeht. Das sie sich immer weiter annähert, wie eine Asymtote.

Meine Gegenpartei sagt wiederrum: Wasser und Luft werden identische Temperaturen haben.

So, vielleicht könnt ihr ja weiterhelfen.

Edit: Das praktische Beispiel war hier die Mineralwasserflasche aus dem Keller, sowie die Zimmertemperatur im Wohnraum.

Martin

 

[reinsen]

irgendwann gleichen sich die beiden temperaturen an. im normalfall wird das wasser die temperatur der umgebung annehmen, da die energie, die das (kalte) wasser an die umgebung abgibt, nicht groß genug sein wird, um die umgebungstemperatur abzusenken.
und solange der raum nicht hermetisch abgeriegelt ist, passt sich seine temperatur ja auch der umgebung an, sprich, wenn keine heizung an ist, wirds auch drinnen irgendwann kalt, wenns draußen kälter ist.

das hat was mit energieniveaus zutun. wenn du z.b. im winter geduscht hast ist das bad warm und voller wasserdampf. machst du dann das fenster auf, wird der wasserdampf ziemlich schnell nach draußen "fliegen" und es wird drinnen kalt.
hat damit zutun, dass die zwei systeme "badezimmer" und "draußen" unterschiedliche temperaturen und luftfeuchtigkeiten haben und sich diese ausgleichen. bei geschlossenem fenster extrem langsam (ist halt auch nicht 100% dicht) und bei offenem fenster halt relativ schnell. da "draußen" aufgrund des milliardenfach größeren volumens weitaus mehr energie hat, sinkt die temperatur im "badezimmer" und gleicht sich an.

so oder so ähnlich. du bist auf jeden fall im unrecht

 

[Zonkizonk]

Gegenfrage: Aus welchem Grund sollte das Wasser kühler bleiben ?

Es gibt keine physikalische Grundlage dafür. Das Wasser wird also irgendwann die selbe Temperatur wie seine Umgebung annehmen, egal ob das andere Medium Luft, Metall oder was auch immer sein wird. Selbst wenn du die Flasche dick in Styropor einwickeln würdest wäre die Temperatur irgendwann identisch, es dauert dann nur länger.

 

[Hadan_P]

Meine Gegenpartei sagt wiederrum: Wasser und Luft werden identische Temperaturen haben.

Deine Gegenpartei hat Recht.
Ist einfache Thernodynamik: Wärme geht immer vom wärmeren zum kälteren Körper bis beide die gleiche Temperatur haben (äußere Einflüsse mal aussen vor)

mfg
Hadan

 

[Martin15]

Kleiner Einwand: Bei mir wird das Wasser natürlich auch wärmer, aber ich sage, dass das Wasser nicht so warm wird, dass die Temperatur "identisch" wird. Halt wie eine asymtote wird das Wasser in immer mehr Zeit "weniger" wärmer.

Zum beispiel: Wenn wir jetzt anehmen das Wasser hat eine Temperatur von 10 Grad Celsius und Dde Zimmertemperatur beträgt 18 Grad Celsius, dann wird das Wasser nur 17,xxxxxxxxxxx Grad Celsius, aber nicht exakt die 18 Grad Celsius erreichen.

Das ist meine These.

 

[BadSanta]

Ich stelle mir das nämlich so vor, dass wir eine Funktion hätten, die zur dominanten Temperatur hingeht. Das sie sich immer weiter annähert, wie eine Asymtote.

Da deine Funktion für t gegen unendlich ein dT von 0 ergeben würde habt ihr beide Recht.
Die Wärmeleitung wird durch eine Exponentialfunktion mit negativem Exponenten beschrieben, hat also genau den beschriebenen asymptotischen Verlauf.

Ich hoffe ich habe keinen Blödsinn erzählt.

 

[Zonkizonk]

Zum beispiel: Wenn wir jetzt anehmen das Wasser hat eine Temperatur von 10 Grad Celsius und Dde Zimmertemperatur beträgt 18 Grad Celsius, dann wird das Wasser nur 17,xxxxxxxxxxx Grad Celsius, aber nicht exakt die 18 Grad Celsius erreichen.

Nein, und wenn du es noch so oft wiederholst wird es nicht richtiger. Wenn das Wasser 30°C wäre dann würde es auch nicht auf ewig wärmer bleiben als die Raumluft nur weil es irgendwann einmal wärmer war und das wäre eine ähnliche These. Dieses Phänomen wäre sogar noch besser als ein Perpetuum mobile.
Es fehlt die physikalische Grundlage dafür.
Das Wasser kann dem Raum nicht ewig Energie entziehen und das würde es machen wenn es kälter als der Raum wäre.

 

[Autokiller677]

Bis zu einem gewissen Zeitpunkt hast du natürlich recht, desto geringer das dW wird, desto langsamer passt sich die Temperatur an. Ob sie irgendwann perfekt gleich wird, kann keiner sagen, bei der von dir angesprochenen Funktion wäre das dann wohl wenn t -> unendlich.

Irgendwann werden die Unterschiede aber komplett vernachlässigbar, und sind auch mit unseren heutigen Mitteln einfach nicht mehr messbar, weshalb man nicht genau sagen kann, wann das Wasser exakt auf Raumtemperatur kommen würde, sondern nur das die letzten Millionstel und Millardstel Grad sich nur seeehr langsam angleichen werden.

 

[Martin15]

Also wenn ich diese ganzen Aussagen zusammenfasse, dann habe ich schon recht gehabt, aber mich nicht genau genug ausgedrückt.
Kann man als Fazit dann so schreiben: Der Temperaturunterschied geht gegen Null, wird aber >0 bleiben.

Es ging mir auch um das Prinzip.

 

[Zonkizonk]

Nein, es gibt kein Perpetuum mobile.

Wenn du es immer noch nicht glaubst dann schau dir ein paar Formeln der Thermodynamik an. Dort gibt es den Begriff thermisches Gleichgewicht der genau diesen Zustand beschreibt.

 

[Webbi1987]

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, findest Du auch bei Wikipedia.
Außerdem wenn dich Diffusionsvorgänge interessieren auch mal nach "Diffusion" bei Wikipedia suchen, da kann man auch Aussagen darüber treffen wie lange das genau dauert bis du einen Temperaturausgleich erreicht hast.

Dein Temperaturunterschied wird NICHT > 0 bleiben, er wird irgendwann genau 0.
(Wann hängt von deinem Raum, der Menge an Wasser, der Glasflasche usw. ab)

 

[Palomino2000]

exakt die 18 Grad Celsius

Das gibt es nicht, und damit ist deine Ansatz eh hinfällig.

mfg

 

[Uftherr]

Das Wasser wird wegen den heißen Teilen ja auch immer wärmer, oder?
Also wenn der PC lange rechenintensive Aufgaben erfüllt, wird sich das Wasser so erhitzen, dass die Luftkühlung wahrscheinlich mehr bringt, oder?

 

[Martin15]

Hmmm, also wird es wirklich 0 ohne zu Runden? Kann ich vom Kopf her nicht nachvollziehen, aber ich werde es annehmen Bin leider nicht so der Naturwissenschaftler, aber das Thema hatte mich interessiert. Vielen Dank für die vielen Antworten

 

[sonicknight]

Hmmm, also wird es wirklich 0 ohne zu Runden? Kann ich vom Kopf her nicht nachvollziehen, aber ich werde es annehmen Bin leider nicht so der Naturwissenschaftler, aber das Thema hatte mich interessiert. Vielen Dank für die vielen Antworten

was soll denn deiner meinung nach dann um 0 passieren, wenn man das wasser wieder über 18c° raumtemperatur aufwärmt? sprunghafte änderung ohne die "genauen" 18c° zu erreichen??? das ist nach deiner these genau so wenig nachvollziehbar.

 

[BadSanta]

Außerdem wenn dich Diffusionsvorgänge interessieren auch mal nach "Diffusion" bei Wikipedia suchen, da kann man auch Aussagen darüber treffen wie lange das genau dauert bis du einen Temperaturausgleich erreicht hast.

Dummerweise basieren genau die mathematisch auf Exponentialfunktionen und damit auf der hier beschriebenen Annäherung...

was soll denn deiner meinung nach dann um 0 passieren, wenn man das wasser wieder über 18c° raumtemperatur aufwärmt? sprunghafte änderung ohne die "genauen" 18c° zu erreichen??? das ist nach deiner these genau so wenig nachvollziehbar.

Das externe zuführen von Wärme hat damit nichts zu tun...
Wenn man die Flasche danach in einen 25° warmen Raum stellt würde sie sich laut seiner (mMn nachvollziehbaren) Theorie eben diesen 25°C annähern, ohne die Temperatur zu erreichen.


Eigentlich ist hier nur zu klären, ob irgendwann das letzte Atom seine Energie dem allgemeinen Level angepasst hat oder nicht. Bei den Halbwertszeiten ist das ja so, theoretisch gibt die Zerfallsfunktion einen Verlauf in die Unendlichkeit vor, praktisch ist aber irgendwann das letzte Atom zerfallen.

 

[sonicknight]

naja letztendlich ist die gesamte mathematik doch eine hilfswissenschaft. was ist überhaupt 100% in der natur und wird bis auf die letzte nachkommastelle in der mathematik erreicht ohne davor von "erreichen" sprechen zu dürfen.

 

[BadSanta]

naja letztendlich ist die gesamte mathematik doch eine hilfswissenschaft. was ist überhaupt 100% in der natur und wird bis auf die letzte nachkommastelle in der mathematik erreicht ohne davor von "erreichen" sprechen zu dürfen.

Ja sicher, ist doch aber eine sehr interessante Frage, ob das hier der Fall ist oder nicht.

 

[sonicknight]

Ja sicher, ist doch aber eine sehr interessante Frage, ob das hier der Fall ist oder nicht.

aber dadurch erübrigt sich doch der sinn der frage. ist doch völlig wurst welchen wert die funktion letztendlich annimmt wenn sie die realität nie 100% abbilden wird.

 

[Palomino2000]

Gedankenexperiment: Ich schütte 1 Liter 20°C warmes Wasser in 1 Liter Wasser mit 30°C. Gibt es am Ende 2 Liter bei 25°C? Oder 1 Liter 20°C+x und 1 Liter 20°C-x?

mfg

 

[Nemesys]

Gedankenexperiment: Ich schütte 1 Liter 20°C warmes Wasser in 1 Liter Wasser mit 30°C. Gibt es am Ende 2 Liter bei 25°C? Oder 1 Liter 20°C+x und 1 Liter 20°C-x?

mfg

weder noch, das wasser wird irgendwann die temperatur des raums/der umgebung haben und nichts anderes.

wenn du 40°C heißes wasser in einen raum kippst, in dem immer konstant 10°C herrschen, wird das wasser irgendwann bei 10°C sein.

das mit dem kälter und wärmer-effekt kommt nur daher, dass die empfindung von wasser kälter erscheint, wobei unser sinnesorgan uns aber aufgrund unserer körpertemperatur - die unser körper unweigerlich halten will - als kälter empfinden lässt.

 

[underclocker2k4]

weder noch, das wasser wird irgendwann die temperatur des raums/der umgebung haben und nichts anderes.

wenn du 40°C heißes wasser in einen raum kippst, in dem immer konstant 10°C herrschen, wird das wasser irgendwann bei 10°C sein.

Und wo ist dann die Energie geblieben, die das Wasser mitgebracht hat?
Verpufft?

Der Raum wird letztendlich minimal wärmer und das Wasser extrem kälter.

Sprich, beides wird zB 10,5°C haben.
Abgeschlossenes System.

 

[Webbi1987]

Und wo ist dann die Energie geblieben, die das Wasser mitgebracht hat?
Verpufft?

Der Raum wird letztendlich minimal wärmer und das Wasser extrem kälter.

Sprich, beides wird zB 10,5°C haben.
Abgeschlossenes System.

So ist es. Die Energie die du zugeführt hast kann ja nicht einfach verschwinden. Voraussetzung du hast ein wirklich abgeschlossenes System und lüftest nicht z.B. danach oder hast nen Fenster welches Wärme aufnimmt und weiterleitet usw. Völlig abgeschlossen ist kein Zimmer ;-)

 

[Nemesys]

Und wo ist dann die Energie geblieben, die das Wasser mitgebracht hat?
Verpufft?

Der Raum wird letztendlich minimal wärmer und das Wasser extrem kälter.

Sprich, beides wird zB 10,5°C haben.
Abgeschlossenes System.

die energie wird an den raum abgegeben, da jedes material energie speichern kann.

außerdem: wenn ich schreib: ein raum, der konstant 10°C hält
da muss einem doch das licht aufgehen: irgendwas muss diese temperatur aufrecht halten und genau das wird die temperatur so regulieren, dass das wasser am ende wieder 10°C haben wird.

denk beispielsweise an den werkzeugbau (falls du das überhaupt kennst). im werkzeugbau wird auf tausendstel millimeter gefräst/gestanzt und die metalle werden immer in einem raum gelagert, in dem stets die gleiche temperatur herrscht. wenn das nicht der fall wäre, würde sich das metall aufgrund der temperatur entweder ausdehnen oder zusammenziehen. wenn das passiert, stimmen die maße nicht mehr. dann kommt irgendwann mal BMW angeschissen und sagt, dass die maße nicht exakt sind (was man nur unter einem mikroskop erkennen kann).


noch ein edit:

stimmt, energie verpufft nicht. das heißt aber nicht, dass sie nicht abgeleitet werden kann, was sie mit sicherheit tun wird.
falls du jetzt auf die natur greifen willst: die natur hat keinen platz, an dem eine konstante temperatur gehalten wird. es geht nur unter beeinflussung menschlicher technologie.

auch dämmstoffe werden früher oder später die überschüssige energie abgeleitet haben. das einzige beeinflussbare an den über mir genannten beispielen ist stets, dass bewegung (sowohl wasser als auch luft) die temperatur verändert. ich glaube aber es ging um wasser in einer flasche, also einem geschlossenen raum, der nicht durch bewegungen beeinflusst wird.

allerdings erwärmt sich auch keine flasche wasser, bei der man die flasche ständig mit dem handgelenk dreht. jedenfalls nicht spürbar und nur gering messbar.

 

[Palomino2000]

weder noch

Du hast offensichtlich das Konzept eines Gedankenexperimentes bzw. die Intention meines nur unzureichend verstanden.

mfg

 

[mastergamer]

Zum beispiel: Wenn wir jetzt anehmen das Wasser hat eine Temperatur von 10 Grad Celsius und Dde Zimmertemperatur beträgt 18 Grad Celsius, dann wird das Wasser nur 17,xxxxxxxxxxx Grad Celsius, aber nicht exakt die 18 Grad Celsius erreichen.
Das ist meine These.

ja stimmt so, wenn man es bei der theorie lässt und davon ausgeht dass wir wirklich nur 18,00000[...]0 °C haben.
Wenn dann ein kälterer gegenstand ind en raum kommt haben wir natürlich keine 18°C mehr und damit kann der kältere gegenstand sich auch unmöglich auf 18°C aufheizen.

ABER: Diese rechnung ist unrealistisch,überflüssig und total fürn arsch. Über son scheiß macht man sich keine gedanken. Und ich dachte leute seinen freaks nur weil sie mit ihrem pc reden oder ihr macbook schreicheln..

 

[Nemesys]

Du hast offensichtlich das Konzept eines Gedankenexperimentes bzw. die Intention meines nur unzureichend verstanden.

mfg

du bist auch nicht bereit zu teilen. pech für uns beide...

@ mastergamer: es muss etwas vorhanden sein, das die temperatur auf exakt diesem wert hält. das hab ich vorher schon geschrieben. weil die natur sowas nicht für nötig hält. und durch dieses etwas gleicht sich auch der kältere oder wärmere gegenstand irgendwann exakt an.

 

[mastergamer]

@ mastergamer: es muss etwas vorhanden sein, das die temperatur auf exakt diesem wert hält. das hab ich vorher schon geschrieben. weil die natur sowas nicht für nötig hält. und durch dieses etwas gleicht sich auch der kältere oder wärmere gegenstand irgendwann exakt an.

habe ich denn iwas anderes behauptet?

 

[Autokiller677]

Über son scheiß macht man sich keine gedanken.

Dann muss ich mich fragen, was ich die ganze Zeit im Physik LK mache^^
Elektronenbewegungen in einer Braunschen Röhre oder Teilchenbeschleuniger sind dann genauso sinnlos. Unsere Welt funktioniert auch ohne den Kram wunderbar und fürs alltägliche Leben ist es ohne Bedeutung.

Aber hätte nie jemand Elektronenablenkröhren oder sonstwas gebaut und sich darüber Gedanken gemacht, hätten wir keinen Fernseher.
Nur als Beispiel.

So Gedanken sind also hoch interessant und für unsere Gesellschaft nicht gerade unbedeutend.

 

[Nemesys]

habe ich denn iwas anderes behauptet?

nö, aber andere. siehe seite 1