Как моя вода может остыть быстрее?

У меня есть чашка, и я могу налить внутрь только горячую воду, я хочу знать, будет ли тепло рассеиваться быстрее с большим или меньшим количеством воды? Как насчет случая, когда моя чашка хорошо накрыта?

Ответы (3)

Количество тепловой энергии в воде пропорционально объему воды (который пропорционален ее размеру в кубе: р 3 ). Скорость рассеивания тепла (скорость охлаждения) пропорциональна площади поверхности воды (которая пропорциональна квадрату ее размера: р 2 ). Таким образом, чем больше у вас воды, тем меньше отношение площади поверхности к объему ( А / В ∝ р 2 / р 3 "=" 1 / р ) , и тем дольше он будет остывать .

Кстати: вот почему у крупных млекопитающих больше проблем с охлаждением, чем у мелких животных. Вот почему у слонов гигантские уши : они резко увеличивают площадь поверхности 1 , чтобы увеличить скорость рассеивания тепла.

Если вы накроете чашку, это повысит ее изоляцию --- устойчивость к теплообмену с окружающей средой. Больше изоляции означает более медленную передачу тепла и, в данном случае, более медленное охлаждение.

1: Уши также имеют превосходный кровоток, который продолжает передавать тепло от тела к ушам --- как радиатор в автомобиле.

Вы также можете добавить черный пищевой краситель в горячую воду, чтобы она излучала быстрее, потому что черные тела излучают быстрее. По той же причине черный кофе остывает быстрее, чем кофе с добавлением молока.

Это не так работает
А, да это...
« Черное » тело относится не к его цвету как таковому , а к его спектру. Например, солнце (явно не черное) очень близко к черному телу. См., например, эту ссылку
Вероятно, даже наоборот, черные предметы имеют тенденцию «поглощать» больше света, поэтому немного нагреваются (подумайте о своем черном велосипедном сиденье, которое летом нагревается как сумасшедшее).
@zhermes ты не прав. Солнце излучает свет, потому что оно горячее, и, следовательно, испускает много теплового излучения. Но если бы у вас был такой большой шар водорода при комнатной температуре, он действительно казался бы черным. Добавление черного пищевого красителя в воду определенно увеличит скорость потери тепла из-за излучения. (Конечно, если вы не останетесь на солнце.) Но поскольку чашка с водой теряет большую часть своего тепла из-за конвекции, я сомневаюсь, что это произведет легко измеримый эффект.
@zhermes или, другими словами, вы правы в том, что "черный" в "черном теле" обычно относится в основном к спектральным свойствам в инфракрасном диапазоне - но большинство пигментов, которые являются черными в визуальном диапазоне, также черный в ИК-диапазоне, поэтому на практике окрашивание вещей в черный цвет действительно увеличивает их скорость излучения или поглощения теплового излучения.
Извините, но я думаю, что черный цвет поглощает тепло, поэтому, как я понимаю, в случае с чашкой и водой, если чашка черная, то жидкость имеет тенденцию остывать быстрее, а если жидкость черная (например, черный кофе) ), для охлаждения требуется больше времени, чем при добавлении молока. PS. Я действительно полный идиот в физике, и спасибо вам, ребята, за всю поучительную информацию!
или например, почему глаза белых людей светлее, потому что, когда мы находимся над снежной горой, черные глазные яблоки поглощают больше тепла, а затем обжигают глаза. поэтому я думаю, что черное тело поглощает, а не излучает тепло?
Я создал новую тему на эту тему - давайте продолжим обсуждение там. Я все еще совершенно не убежден.

Возможно, этот вопрос мог бы выиграть от некоторого разъяснения. Чем больше воды в чашке, тем больше площадь поверхности, которая будет передавать тепло от воды к чашке и в окружающую среду, и тем больше тепла будет рассеиваться в окружающую среду.

Накрытие чашки сделает две вещи: 1) самое главное, уменьшит потери тепла из-за испарения, так как пар будет конденсироваться внутри чашки, сохраняя свое тепло там, а не выпуская наружу, 2) уменьшая потери тепла из-за излучения и конвекция через изоляцию.

Более интересным может быть вопрос о том, падает ли температура воды быстрее в большем или меньшем объеме. Ответ на этот вопрос дан выше при сравнении площади поверхности и объема.

Как моя вода может остыть быстрее?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v