Newton‘sches Abkühlunggesetz?
Kann mir jmd etwas über Newtonsches Abkühlunggesetz sagen? Das wäre voll nett , weil ich das was ich bis jetzt gefunden habe nicht so richtig verstehen . Danke
2 Antworten
Kurz gesagt: "Die Abkühlungsrate ist proportional zur Temperaturdifferenz."
Z. B. verliert Kaffee in der Thermoskanne doppelt so viel Wärmeenergie, wenn er 50 °C wärmer ist als die Umgebung, als wenn er nur noch 25 °C wärmer ist.
Weil die Wärmeenergie-Änderung üblicherweise recht gut proportional ist zur Temperatur-Änderung, kühlt der Kaffee bei 50 °C höherer Temperatur auch doppelt so schnell ab wie bei 25 °C höherer Temperatur.
D. h. bei einer Zimmertemperatur von 20 °C braucht der Kaffee eine bestimmte Zeit, um von 71 °C auf 69 °C abzukühlen (z. B. 10 Minuten), und doppelt so viel Zeit, um von 46 °C auf 44 °C abzukühlen (also 20 Minuten).
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Um daraus die Gestalt der Temperaturkurve zu gewinnen, braucht man Differentialrechnung und Lösungsverfahren für Differentialgleichungen. Es ergibt sich eine Kurve, die sich mit der Zeit der Umgebungstemperatur "exponentiell" annähert:
T(t) = T_U + (T_0 - T_U) * exp(-lambda t)
mit geeignetem lambda (das z. B. experimentell bestimmt werden muss).
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In Fällen, wo die Wärmeenergie-Änderung und die Temperatur-Änderung nicht proportional zueinander sind, ist das Newtonsche Abkühlungsgesetz nicht anwendbar. Bekannteste Beispiele sind das Verhalten von Wasser an Schmelz- und Siedepunkt - hier bleibt die Temperatur konstant, obwohl Wärmeenergie mit der Umgebung ausgetauscht wird, und das nicht wenig.
Was hast Du denn gefunden? Und was davon verstehst Du nicht?
Wärmestrom = Konstante mal Temperaturdifferenz.