Bastuproblem
Av: Göran Grimvall
Publicerad
27 januari 2010 00:00
24 kommentarer
Senaste av Torris 8 februari 2010 23:08
Besökarna i den här bastun kastar både vatten och påståenden omkring sig. Vem av dem har fel?
Teknologerna Osquar, KTH, Linus och Lina, Linköping, och Emilia, CTH, diskuterade sina bastuerfarenheter.
– Lufttrycket inne i bastun kan vara lika högt som det vid bottnen av ett riktigt djupt gruvhål, sa Osquar.
– En kubikmeter luft i den varma bastun kan innehålla lika lite syre som en kubikmeter luft i Mexico City, sa Linus.
– När jag kastar bad (häller vatten på stenarna) ändras temperaturen
i bastun nästan inte alls, sa Lina.
– Av all elektrisk energi som bastuaggregatet levererat återfinns faktiskt inget i luften inne i bastun, sa Emilia.
Ett av dessa påståenden är helt fel. Men vilket?
.
Lösning och kommentarer längst ner på sidan:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
,
,
,
,
,
.
.
.
.
.
.
Lösning:
Teknologerna Osquar, KTH, Linus och Lina, Linköping, och Emilia, CTH, diskuterade sina bastuerfarenheter. Lufttrycket inne i bastun kan vara lika högt som det vid bottnen av ett riktigt djupt gruvhål, sa Osquar. En kubikmeter luft i den varma bastun kan innehålla lika lite syre som en kubikmeter luft i Mexico City, sa Linus. När jag kastar bad (häller vatten på stenarna) ändras temperaturen i bastun nästan inte alls, sa Lina. Av all elektrisk energi som bastuaggregatet levererat återfinns faktiskt inget i luften inne i bastun, sa Emilia. Ett av dessa påståenden är helt fel. Men vilket?
Det är Osquar som har fel. Enligt allmänna gaslagen finns ett samband mellan gastrycket P, termodynamiska temperaturen T (uttrycks i kelvin) och antalet gasmolekyler N i volymen V, som lyder PV = NkT, där k är Boltzmanns konstant. Gastrycket i bastun är lika med lufttrycket utanför bastun. En tryckskillnad på 1 % skulle t ex ge en kraft på bastudörren som är större än 1000 N, motsvarande mer än en vuxen persons tyngd. I ett djupt gruvhål är däremot lufttrycket högre än vid ytan. Osquar har följaktligen fel. Skriv sedan om gaslagen som N/V = P/(kT). Antalet molekyler per volym varierar alltså som 1/T. Om T = 360 K (87 °C) innebär det att mängden syre minskat med ca 25 %, dvs Linus har rätt. När man kastar bad bildas vattenånga som kan kondensera på den relativt kalla kroppen, och man känner en intensiv hetta. Temperaturen i luften ändras däremot knappast alls, så Lina har också rätt. Energin hos en enstaka gasmolekyl är proportionell mot T. Med N molekyler blir totala energin för luften inne i bastun proportionell mot NT = PV/k. Högra ledet ändras inte när bastun värms upp, och Emilia har rätt. Vart tar då energin från bastuaggregatet vägen? Den hamnar i omgivande luften när gasmolekyler ”läcker ut” vid uppvärmningen. Energi hamnar också i bastuns väggar.
Nyheter/Miniproblemet
- Gratis handbok i termografi !Boken tar upp det viktigaste vid värmefotografering. Teori - praktisk användning - tips m.m. >>
- PA, POM, PEHD, PP, PETP......är alla förkortningar på olika sorters konstruktionsplaster. Används till olika maskindelar.
- Meister flödesprodukter hos Kübler Svenska AB.Nu kan vi erbjuda ett komplett program flödesvakter, flödesmätare och flödesindikatorer från Meister Stömungstechnik gmbh.
- Missa inte årets seminarium! För Dig som vill veta mer om Industriell Datakommunikation, välkommen att anmäla dig till vårt kostnadsfria halvdagsseminarium.
- Biomedicinska patent.Vi har en bred kompetens på det medicinska området.
- Kostar ditt system för mycket?Ta då kontroll över kostnaderna igen. Läs Aberdeen Groups rapport som rankar affärssystemen.
- Circuit board plotter for inhouse prototyping.LPKF ProtoMat är den idealiska fräsmaskinen för högpresterande,analoga, digitala, RFapplikationer.
- Säkerhetslås för tuffa miljöer.Ett kraftigt och tåligt säkerhets och processlås som uppfyller högsta säkerhetskategorin för lås.
- CANopen styrning av....de flesta labbaggregat med 150W till 6kW uteffekt från Delta Elektronika är numera möjligt från Polyamp.
- Flexmetall - en flexibel sträckmetallSträckmetall med variabel maska ifrån Häfla Bruk öppnar nya möjligheter beträffande design och funktion.
- Annonsera »
- Se alla annonser »
- Skog och träingenjörer får bra jobb !Utbildningen är unik i Sverige just nu med distansmöjligheter och bredden i utbildningen från skog till färdig produkt.
- ADVETA TeknikutbildningarEl, elektronik, behörighet, BB2,BB1, AB, automation mm, Stockholm, Göteborg, Malmö Distans/lärarledd
- CAD Utbildning.Kurser i AutoCAD, Inventor, 3ds Max och SolidWorks till förmånliga priser.
- Läs mätteknik! Med utbildning i mätteknik får företaget jämnare kvalitet, bättre lönsamhet och nöjdare kunder.
- BiTA – ledande inom ITIL/ITSM/CobiT/MOF/ISO 20000Vi erbjuder kunskaps och kompetensutveckling som verkligen ger nytta och värde för deltagarna.
- Utveckla nya produkter !Mekatronik suddar ut gränsen mellan maskin data och elektronik och skapar helt nya produkter.
- Lean Produktutveckling 7,5 hpNya kursstarter i vår på Chalmers Industrihögskola. Klicka här för mer information.
- Utbilda dig inom LEAN Production!Kursen lär ut vad Lean innebär och vilka krav detta ställer på styrning och ledning av verksamheten.
- NYTT OM BIOGASENS KLIMATNYTTA.Biogas från avfall ger 95% lägre utsläpp av växthusgas jämfört med bensin, visar forskning från LTH.
- Kundorientera på riktigt !Certifierad process- & verksamhetsutvecklare. Verksamhetsutveckling styrd av kundernas behov. Ny utbildning!
- Lär solenergiteknik!Ettårigt magisterprogram i solel, solvärme/pellets m.m. erbjuds av Högskolan Dalarna.
- Tekniska högskolan vid Linköpings universitet !Ny utbildning! Civilingenjör i medicinsk teknik.
- Projektledaren i den agila processen. Seminarieserie i 5 delar - Start 29 mars.Behövs förarbete i agila projekt? Kommunicera lättrörliga krav. Kvalitet genom Lean - en projektledares perspektiv, Projektet är slut. Dags att hämta hem effekten, Agila projekt behöver också projektledas - fast på ett annat sätt.
- Annonsera »










Kommentarer
Senaste inlagd av Torris 8 februari 2010 23:08 Sortera: Senaste överst
Blixtrande värme
"– Av all elektrisk energi som bastuaggregatet levererat återfinns faktiskt inget i luften inne i bastun, sa Emilia."
Aggregatet levererar väl inte en enda pJ el-energi??? I
min värld är det en ren förbrukare, ingen generator ...
Svar till Holger
mm jag tyckte också det var minst lika fel som tryckskillnaden
SvaraSvar till garm
Förlustenergin sitter i väggarna kanske accepteras...?
SvaraFinnarna kastar ju vatten på väggarna - är det för att återvinna energiförlusterna tillbaka till luften i bastun?
Typiskt
Det ska vara en Emil som skyller på Osquar.
Observera att Osquar nämnde aldrig ordet "samtidigt". Lufttrycket kan ju variera en hel del. Och hur djupt är ett riktigt djupt gruvhål? 100 meter motsvarar mindre än 10 mm Hg. Och förresten ligger min bastu på botten av en kolgruva. Det blir billigast så. Välkomna!
Fy skäms
Vem placerar till synes nakna kvinnliga och manliga teknologer i samma bastu? Det måste ju dessutom påverka trycket.
Svar till Moraltant
Menar du det statiska trycket i aggregatet...?
SvaraSvar till Bastukalle
Fy skäms, sånt talar man inte om!
SvaraMorgontrött
Utan att tänka igenom ordentligt kan man ifrågasätta Emiliakommentaren också. Den värmeenergi som aggregatet avgivit har väl lett till två saker; dels att de molekyler som finns kvar i bastun var och en har högre T men dels att det nu finns färre molekyler. Detta gör, som Grimvall visat, att NT är konstant men semantiskt uppfyller inte det påståendet att inget av den avgivna energin finns kvar i batun. Det är lika svårt som att staten inte öronmärker skatt, allt hamnar i statskassan. Samma med energi, vilken kom från aggregatet?
Utan aggregatets tillskott skulle inte T ökat, men heller inte delta N lämnat bastun.
Svar till Johan Tisell
Även Lina kan ifrågasättas. Vilken temperatur talar hon om, den våta eller den torra termometerns?
SvaraKomplicerat
Hade jag vetat att det är så vetenskapligt komplicerat att bada bastu hade jag för länge sedan slopat mitt årliga bad och tagit en kall avrivning istället.
Happening i Bastu
Glömmer aldrig finnen som som ombads kasta vatten på de heta stenarna. Han hade hört att kasta vatten var ett finare uttryck för något annat.
Patriot
Man behövde inte läsa påståendena för att veta a) att Emilia omöjligt kunde ha fel, samt b) att Osquar hade det.
Grimvalls lillebrorskomplex är magnifikt! =)
Enkelt
Osquar har såklart fel, han går ju på KTH.
Svar till Mikael
lol
SvaraFörvirrat
Syret i basutun : Varför inte bara titta på pv =RT och inte göra det så komplicerat.
Vad sågs om detta! en vanligt sätt att sänka temperaturen är att spruta in vatten. Det innebär en drastisk sänkning av temperaturent tills man nått mättnadsvärdet. Sök på GOOGLE så finner ni mina rapporter. Uppgiften blir lite mer komplicerad om man gräver ner sig i den.
Emilia (tänk om hon hade haft fel) . Uppgiften skulle tala om att det var efter en stund. Dvs steady-state condition.
Då har ju energin i rummet nått steady -state. dvs ingående energi = utgående energi (förluster).
Bra tentauppgift i värmeteknik
skulle vara att be studenterna förklara varför både Lina och Emilia har fel (om man gör praktiskt rimliga antaganden).
Emilia jämför äpplen och päron: Att säga att inget av energin "finns" i luften i bastun är som att säga att en vattenpump inte påverkar vattnet i ett rör (volymen vatten i röret ändras inte nämnvärt med tiden, men det flödar genom röret). Aggregatet tillför en viss effekt (J/s) , luften i bastun har en högre entalpi (J) än utomhusluften.
Lina: Det är bara att titta i ett Mollierdiagram och konstatera att hon har fel. Den torra temperaturen i luften *sjunker* om man inte antar att aggregatet på något mystiskt sätt klarar att hålla temperaturen konstant trots att man häller på vatten.
Sen är förklaringen till varför det känns varmare klart tveksam. Rimligen ökar värmeöverföringstalet när fukthalten ökar.
Svar till Mattias
Det är faktiskt den våta temperaturen som avgör hur varmt det känns så länge vi svettas. Du klarar 100 C torr temp så länge den våta är tillräckligt låg.
SvaraSvar till Torris
Precis. Den våta temperaturen är klart mer intressant än den torra för upplevd värme, men termometern i bastun mäter rimligen den torra temperaturen.
SvaraI en grundkurs skulle jag sätta våt-temperatur = upplevd temperatur trots att man då antar att all värme som tillförs vattnet på huden kommer från luften via värmeöverföring och trots att jag inte kan något om hur de värmekänsliga nervcellerna egentligen fungerar.
Svar till Torris
Precis. Den våta temperaturen är klart mer intressant än den torra för upplevd värme, men termometern i bastun mäter rimligen den torra temperaturen.
SvaraI en grundkurs skulle jag sätta våt-temperatur = upplevd temperatur trots att man då antar att all värme som tillförs vattnet på huden kommer från luften via värmeöverföring och trots att jag inte kan något om hur de värmekänsliga nervcellerna egentligen fungerar.
Svar till Mattias
Nervcellerna känner den temperatur som huden har. Huden kyls genom att svetten avdunstar, vilket den endast kan göra så länge luftens våta temperatur är lägre än hudens. Den våta temperaturen är en funktion av torra temperaturen och luftens vatteninnehåll liksom den relativa fuktigheten. Allt detta kan utläsas ur Mollierdiagrammet.
SvaraSvar till Torris
För att citera JP Box: "All models are wrong. Some models are useful":
SvaraVåt-temperaturbalansen försummar värmestrålning och antar ingen värme leds till/bort från ytan.
Nervcellen känner inget, men som tur är för oss verkar den via en okänd(?) mekanism skicka signaler baserad på T snarare än dT/dt (som vissa arter gör).Vid hög T är det istället smärtceller som börjar skicka signaler. Hjärnan tolkar detta till upplevd temperatur på ett sätt som är ett eget forskningsfält.
Svar till Mattias
Så smärtceller är inte nervceller?
SvaraSvar till Torris
Se t ex http://www.djur.cob.lu.se/Svar/Sinne2.html#Ont
SvaraSvar till Mattias
Eftersom alla upplevelser sker i hjärnan dit signaler sänds via nerver så misstänker jag att de celler som förmedlar smärtsignaler till hjärnan också är nervceller.
Svara