Zeit, Temperatur und Energie < Maschinenbau < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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Hallo Leute,
ich habe ein Problem. Es handelt sich eher um Thermodynamik. Wie kann man die Temperatur ändern, so dass Energie, Masse und die spezifische Wärmekapazität konstant bleibt. Und außerdem wie kann man eine Abhängigkeit zu der Zeit schaffen.
Ich habe nur die Formel : [mm] E=m*c_p*T [/mm] im Kopf, wenn ihr mir helfen könnt, wäre es Klasse.
Gruß mathemania
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:20 Di 13.10.2015 | | Autor: | chrisno |
So kann ich leider Dein Problem nicht verstehen. Was für ein System soll betrachtet werden? Wenn Du bei irgendeinem System die Temperatur von außen änderst, wird das auch eine Änderung der Energie des Systems zur Folge haben.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:17 Mi 14.10.2015 | | Autor: | mathemania |
Also es um folgendes: ein Körper muss getestet werden und dabei wird es 24h bei einer Temperatur von 105 grad getestet. Nun wollte ich den Test auf 95 grad runterschrauben, dabei soll die eingebrachte gesamtenergie die selbe bleiben. Und da wollte ich fragen, ob irgendeiner eine Idee dazu hat. Wie wird sich die Zeit verändern, also welche Zeit stelltsich ein?
Hab als Masse des Körpers 270g und spezifische Wärme [mm] c_p= [/mm] 2.1 kJ/kgK und t=24h
Eine Hilfe würde auch sein, wenn irgendeiner eine Funktion nennen könnte, wo Zeit und Temperatur Zusammenhängen. Leider gibt es keine weiteren Informationen.
Ich hoffe es ist etwas verständlicher.
Gruß
Mathemania
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 01:06 Do 15.10.2015 | | Autor: | leduart |
Hallo
es scheint es handelt sich um einen festen Körper.
um ihn vom selben Ausgangspunkt auf 95° bzw 105° zu erhitzen braucht man sicher verschiedene Energien.
was ist denn die "eingebrachte Energie" die um ihn auf die Temperatur zu bringen, oder die um ihn bei gleicher Umgebung darauf zu halten? oder noch was anderes?
was testest du denn? wird dabei Energie zu oder abgeführt?
Gruß leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 09:28 Do 15.10.2015 | | Autor: | mathemania |
Es sind Tests, die bei einem Unternehmen durchgeführt werden. Um das Produkt nach der Testphase dem Kunden vorzustellen. Wir haben aber ein Problem, denn nach der Testphase enstehen bei dem Körper Falten, diese sollen behoben werden. Wir hatten nun die Idee die Tests zu machen, dabei aber die Temperatur runterschrauben. Nun weiss ich nicht, wie sich die Zeit einstellt, weil mir keine Formeln einfallen wie ich eine Beziehung von Energie Zeit und Temperatur rauskriege.
Der Körper besteht aus 9,22% aus Silikon und rest Polyester. Masse 0,27 kg.
Eine weitere Frage, die ich gerne wissen wollte ist, wie kann man gesamte spezifische Wärmekapaziität bestimmen bei 2 Stoffen im Körper. Ändert sich die spezifische Wärmekapazität nach einer bestimmten Zeit, da es 24h unter 105°C bleibt oder ändert sich die spez. Wärmekapazität erst, wenn man Siedeounkt bzw. Schmelztemp. überschreitet
Polyester hat [mm] c_p=2,1 [/mm] kJ/kgK und Silikon [mm] c_p=700J/kgK
[/mm]
Da es ein Unternehmen ist gibt es nicht mehr Informationen, die ich schreiben kann. Ich dachte vielleícht hatte mal jemand ein ähnliches Problem.
Der Körper wird in eine Wärmekammer gesteckt und erst auf Hitze, dann auf Kälte getestet. Meine Aufgabe ist es, die danach enstehenden Falten zu minimieren.
Untersuchung zum Auftreten von Falten beim ... in Abhängigkeit von der eingebrachten Energie bei einer Schnellalterung.
Einige stellen absichtlich rausgelassen.
Wenn ihr nichts damit angangen könnt, kann ich es verstehen, leider darf ich mehr Informationen nicht rausgeben. Wenn ihr wenigestens einige Fragen beantworten könnt, würde es eine große Hilfe sein.
Gruß
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Zur spezif. Wärmekapazität:
Bei einer mehr oder weniger unbekannten molekularen Anordnung von mehreren Stoffen kannst du sicherlich nicht eine Mischungsrechnung aus den einzelnen Wärmekapazitäten machen. Beispiel Wasser: 4,18 kJ/(kg K), aber als Eis nur die Hälfte!
Also musst du das experimentell bestimmen (Kalorimeter).
Zur eigentlichen Ausgangsfrage:
Wenn die Gesamtenergie konstant bleiben soll, die Temperatur aber nicht, gibt es nur die Möglichkeit, die Energie in andere Energieformen zu verwandeln:
- Arbeit: Bei einem Gas lässt du dieses durch Expansion Arbeit verrichten, indem du dies beispielsweise in einen Luftballon strömen lässt. Dann kühlt es ab, die Restenergie steckt im gespannten Ballon - aber was willst du damit?
- Aggregatsveränderung: Schmelzen (oder Verdampfen, aber das bringt dich vermutlich auch nicht weiter). Der Restkörper kühlt ab, dafür ist nun ein Teil flüssig.
- Übergang zu anderen inneren Energieen (z.B. Rotation bei Gasmolekülen, aber die hast du hier nicht bzw. kannst sie nicht beeinflussen).
Fazit: Alles Kuriositäten, mit denen man praktisch nichts anfangen kann.
Frage: Wenn du die Temperatur senken oder erhöhen willst, warum lässt du den Körper nicht einfach abkühlen bzw. wärmst du ihn weiter auf? Das wäre doch das einfachste von der Welt (z.B. gezielt im Wasser- oder Ölbad)?
Die Faltenbildung durch Erwärmen/Abkühlen kann auf zweierlei Arten zustande kommen:
- Der Stoff ist inhomogen, dehnt sich an verschiedenen Stellen unterschiedlich aus bzw. zieht sich unterschiedlich zusammen, dadurch entstehen Spannungen und innere Deformationen/Risse [mm] \Rightarrow [/mm] Material taugt nichts;
- Der Stoff verliert an verschiedenen Stellen zeitlich unterschiedliche Temperatur und ... (Rest s.o.).
Vermutung zu letzterem: Zu schnelle Abkühlung auf der Außenhaut, die sich zusammenziehen will. Kann sie aber nicht, weil Körper innen noch heiß ist, sich nicht zusammenzieht und das "ordnungsgemäße" Zusammenziehen der Außenhaut verhindert [mm] \Rightarrow [/mm] Dehnung der Außenhaut, insbes., da elastischer Stoff. Danach Abkühlung des Inneren und Zusammenziehung, was aber die Außenhaut nun nicht mehr mitmacht. Dadurch Faltenbildung auf der Außenhaut. Abhilfe: Nur langsam abkühlen lassen (dann kannst du auch erkennen, ob wirklich die zweite Möglichkeit vorliegt) oder, falls in der Praxis nicht möglich, Substanz enbringen, die die Wärme schneller von innen nach außen leitet (theoretisch Metall).
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:57 Do 15.10.2015 | | Autor: | leduart |
Hallo
warum muss denn die Energiezufohr das ist offensichtlich die die man braucht um das Teil auf 95° zu halten? gleich sein. Wenn es bei konstanter Temperatur in einem Wärmofen liegt, wird dem Teil keine Energie zu oder abgeführt, die Energie wird nur dem Ofen zugeführt, je besser der isoliert ist desto weniger.
wie ist der Abkühlungsprozess, bei dem ja wohl die Falten entstehen,? was die Falten mit Energiezufuhr oder nicht zu tun haben bleibt offen.
also ist mir immer noch nicht klar, worin die Energie um die es dir geht besteht.
wenn man einen Stoff mit 10% Beimischung hat, kann man bei gleichmäßiger Erwärmung die Wärmekapazitäten einfach proportional addieren. im Bereich von wenigen 10° ändert sich c nicht wesentlich.
Habt ihr mal versucht, die Temperatur nach den Tests viel langsamer runter zu fahren?
Gruß leduart
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