Wie lange braucht 1 l Wasser von 95 Grad um auf 80 Grad zu sinken?
Ich habe wenig Ahnung von Physik. Und deshalb an alle die sich damit auskennen.
Wenn ich in einem Wasserkocher 1 l Wasser aufkoche. Wie lange muss ich warten (bei Zimmertemperatur) bis das Wasser von kochend (ich denke mal so 95 Grad) auf 80 Grad gefallen ist.
Wo finde ich die Formel oder Berechnungsvorschrift?
6 Antworten
Ob es dafür eine Formel gibt bezweifel ich. Es kommt auf die Oberfläche und die Umgebungstemperatur an, dazu noch das Gefäß und was für eine Art Wasser es ist.
Kippste heißes Wasser auf auf ein gefrorenes Backblech kühlt es schnell, kippste das in eine Thermokanne dauert es lange.
Wer sagt das es zu messen ist? Man kann bei einer Leiche den Todeszeitpunkt damit bestimmen, aber da gibt es ja auch eine gleichbleibende Form als Ausgangspunkt.
In diesem Fall gilt näherungsweise das Newtonsche Abkülungsgesetz
dT=l*(U-T)dt
bzw.
dT/dt=l*(U-T)
wobei T die Temperatur (in diesem Falle) des Wassers, U die Umgebungstemperatur, t die Zeit und l ein Proportionalitätsfaktor ist.
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/newtonsches-abkuehlungsgesetz/10298
ich bezweifle, ob eine Differentialgleichung mit unbekanntem Koeffizienten dem FS hilft. Man kann dazu sagen, dass die Lösung eine E-Funktion mit realem Exponenten ist, aber der Koeffizient steckt im Exponenten und bleibt unbekannt.
Das kann Dir auch mit viel Ahnung von Physik keiner Errechnen, ohne Deinen (!) Wasserkocher in allen Details zu kennen. Auch mit Kenntnis der Details gilt:
Manche Dinge sollte man besser messen als rechnen.
Einmal messen, und Du hast einen Wert, der für diesen Wasserkocher bei ähnlichem Füllstand immer gilt. Deckel drauf oder nicht drauf macht den größten Unterschied.
Wasserkocher haben zwar auch einen Thermostat, aber der ist gegen Überhitzung (leerer, oder mit Öl gefüllter Kocher) und nicht zur Erkennung des Siedepunktes. Zumal der etwas vom Wetter und stark von der Höhe abhängt.
Bei den meisten Wasserkochern wirst Du feststellen, dass diese so lange heizen, dass das Wasser einige Sekunden lang heftig sprudelt. Das funktioniert am Meer genauso gut wie in den Bergen - nicht die Temperatur des Wassers, sondern deren Änderung bzw. nicht-mehr-Änderung löst das Abschalten aus.
Das ist gar nicht mal so einfach.
Du musst zuerst herausfinden, wie viel Wärme das Wasser pro Sekunde an die Umgebung abgibt. Zum Beispiel dauert es deutlich länger, wenn du das Wasser in eine Thermoskanne schüttest, und geht schneller, wenn du die Kaffeetasse in den Eisschrank stellst.
Zuerst musst du ausmessen, wie groß die Oberfläche des Behälters zur Umgebung ist. Dann die Temperatur der Umgebung messen und den Wärmeübergangskoeffizienten vom Behälter zur Luft (?) nachschlagen und den Wärmeinhalt des Wassers berechnen (das ist der einfachste Teil, das ist 1kcal pro Liter und Grad Celsius, wobei 1kcal = 4,2KJ ist, aber mit kcal kann man es einfacher auswendig lernen :-) )
und am Ende musst die dich noch fragen, ob die die Verdunstung berücksichtigen musst oder ob du die Tasse abgedeckt hast. (Deshalb wird die Hühnersuppe auch schneller kalt, wenn man umrührt. Durch das Rühren wird die Fettschicht untergerührt, die sonst die Verdunstung verhindert. )
Also stell die Frage nochmal mit ein paar mehr Angaben zur Umgebung und zum Behälter.
p.s. Wasser kocht (in Meereshöhe) bei 100°C
Wasserkocher haben den Thermostaten nicht im Wasser, sondern knapp oberhalb des maximalen Wasserspiegels. Der wird dann vom heißen Dampf ausgelöst.
Deshalb schalten Wasserkocher auch nicht ab, wenn der Deckel offen ist.
Um es durchzurechnen braucht es diverse Angaben, die Du vermutlich nicht hast.
Von daher sind Erfahrungwerte eher zu gebrauchen. Wasserkocher schaltet ab, Deckel auf, dann geht zwar Dampf verloren, aber es kühlt etwas schneller. 80°C sind üblicherweise nach 10-15 Minuten erreicht, je nach Raumteperatur.
Deswegen nimmt man einfach ein Thermometer und stellt es in den Wasserkocher. Dann weiß man, wann das Wasser 80°C erreicht hat :-D.
Ich habe 95° genommen weil ich davon ausgegangen bin, dass es sich relativ schnell herunter kühlt und weil ich auch davon ausgehe, dass der Thermostat des Wasserkochers eher bei weniger als bei exakt 100° auslöst (weil wenn er nicht 100% genau ist könnte er auch erst bei 105° auslösen und dann hätte die Herstellerfirma ein Problem mit Wasserkochern die nicht abschalten).