Hur långt tid tar det att omvandla 12cm^3 vatten till is.

Hej!

Tänkte ta en drink dock behövdes is vilket jag inte har!!!

Fyllde en isbricka med vatten. Varje liten behållare rymmer cirka $12 c m^{3}$ vatten.

Start temperaturen var ~ $30^{\circ} C$ . (303 kelvin)

Målet är en slut temp på ~ $100^{\circ} C .$ (373 kelvin) (edit ska vara: 0deg, 273k ^^)

Kylen står på konstant ~ $- 18^{\circ} C .$ (255 kelvin)

Är det något mer man behöver veta för att kunna räkna ut hur långt tid vattnet tar att bli till en iskub?

Hur går man vidare? Kan tänka mig att Q = mc dT används. Effekten därifrån likställs med något som har tid involverad hmm.

Fast man passerar ju en fasövergång ska något mer än mc dT användas hmm...

Kan tillägga att jag inte vill ha ett svar från google, eller ngn artikel som inte visar hur man räknar. Dvs önskar gärna ett "skolsvar" med formler och uträkningar osv =)
Ska också klura på detta undertiden.

Övrig info:

Specific heat (Cp) water (at 15°C): 4.187 kJ/kgK
Specific heat ice: 2.108 kJ/kgK

//https://www.engineeringtoolbox.com/water-thermal-properties-d_162.html

Du vill säkert inte ha en temperatur på 373 K, för det är kokpunkten, inte smältpunkten/fryspunkten för vatten.

Varför börjar du med vatten som är en bra bit över rumstemperatur? Spola ordentligt i kallvattenkranen, så får du en betydligt lägre temperatur på vattnet.

”Något som har tid involverat” är Newtons avsvalningslag: https://sv.m.wikipedia.org/wiki/Newtons_avsvalningslag

En bra början är att räkna ut hur lång tid det tar att kyla ner vattnet till fryspunken. Rimligtvis kan man anta att frysboxens temperatur är konstant och inte påverkas nämnvärt av värmeflödet från vattnet.

Smaragdalena skrev :
Du vill säkert inte ha en temperatur på 373 K, för det är kokpunkten, inte smältpunkten/fryspunkten för vatten.
Varför börjar du med vatten som är en bra bit över rumstemperatur? Spola ordentligt i kallvattenkranen, så får du en betydligt lägre temperatur på vattnet.

hahahah hahahah yepp menar ju 273 K (0deg C).

Hmm det är sant, att börja på en lägre temp lär ju göra processen snabbare!

Tack

Teraeagle skrev :
”Något som har tid involverat” är Newtons avsvalningslag: https://sv.m.wikipedia.org/wiki/Newtons_avsvalningslag
En bra början är att räkna ut hur lång tid det tar att kyla ner vattnet till fryspunken. Rimligtvis kan man anta att frysboxens temperatur är konstant och inte påverkas nämnvärt av värmeflödet från vattnet.

Hmm Ska titta mer på länken. Tack

Det bästa är väl om du kan testa att mäta temperaturen vid två tidpunkter för att bestämma k i ekvationen. Om du har tomt i frysen så att behållaren omges med mycket luft så kan du även göra mätningarna med varmare vatten (kanske runt 30 grader som du skrev) placerat i rumstemperatur. När det är så pass små temperaturintervall så kan man anta att k är ungefär oberoende av temperaturen. Om du inte kan testa att mäta temperaturen så går det även att beräkna ett ungefärligt värde med ett gäng formler, men det är ganska krångligt och ger inte lika hög noggrannhet.

Ja, satt nyss o klurade på hur man kan få fram k.

Får nog ta den krångliga vägen. Alt göra mätningen som du nämner, saknar dock termometer ^^.

k är enligt länken:

$k = - \frac{1}{t_{1} - t_{2}} L n (\frac{T (t_{1}) - T_{R}}{T (t_{2}) - T_{R}}) . D ä r T (t_{1}) = T_{R} + (T_{0} - T_{R}) e^{- k t_{1}} T (t_{2}) = T_{R} + (T_{0} - T_{R}) e^{- k t_{2}} T_{R} o m g i v n i n g e n s t e m p . T_{0} S t a r t t e m p .$

Förstod jag det rätt: k värdet kan antas vara lika för ett test på, 30grader vatten som låts svalna till 22 grader vatten (hamnar väl på rumstemp.), och för ett test på vatten från 30grader -> 0 grader.

Sökte lite mer men stötte på lite hinder får nog dricka varmt idag, kollar mer imon ^^ :)

Tack

Svara

Visa senaste svar