Neemt water altijd de omgevings temperatuur aan?

Question

Stel dat de huiskamer temperatuur 25 graden Celsius is.
Je zet een bak water neer (bijvoorbeeld een aquarium).
Zal het water dan na verloop van tijd ook 25 graden zijn?

Iemand in mijn omgeving, met kennis van waterchemie beweerde dat dit niet het geval zal zijn, dus nu begin ik te twijfelen...

Cryofiel · Accepted Answer

Het ligt eraan welke effecten je allemaal meeneemt.

In het eenvoudigste geval hebben we het over een afgesloten (dus niet open) bak gedestilleerd (dus zuiver) water die in een kamer staat waar niet alleen de lucht 25 °C is (da's trouwens wel erg warm, maar goed), maar ook alle voorwerpen en alle wanden diezelfde temperatuur hebben, waar geen warmtebronnen zijn, en waar dus bijvoorbeeld ook geen zonlicht naar binnen komt.

In dat geval zal een thermisch evenwicht ontstaan waarin het water dezelfde temperatuur heeft als alles in de kamer.

Maar in werkelijkheid is de bak vaak open. Dat betekent dat er water verdampt. Water bevat veel moleculen, die *gemiddeld* een snelheid hebben die overeenkomt met 25 °C. Maar er zijn altijd langzamere en snellere moleculen. De snelste ("heetste") moleculen hebben meer kans het wateroppervlak te verlaten en te verdampen dan de langzamere ("koelere") moleculen. Daardoor zal de verdamping ervoor zorgen dat de temperatuur van het water daalt; het water zal dus, zolang het verdampt, koeler zijn dan de omgeving.

Verder heeft in werkelijkheid niet alles diezelfde thermodynamische temperatuur. Denk maar aan die warmtestralers die sommige terrassen hebben; voor een gewoon houtvuur geldt trouwens hetzelfde. Dan kan de luchttemperatuur bijvoorbeeld slechts 10 °C zijn, maar door zo'n warmtestraler voelt het toch aangenaam aan. Aangezien dergelijke effecten in een huiskamer altijd meespelen (zij het niet zo sterk), kan het water een andere temperatuur hebben dan de omgeving: dat hangt er maar net vanaf welke stralingsbronnen er in de huiskamer aanwezig zijn, hoeveel van die straling door het water wordt opgevangen, en hoeveel van die straling door de overige voorwerpen in de kamer wordt opgevangen.

(Extreem voorbeeld: een grote magnetronbuis in de buurt. De omgevingstemperatuur zal 25 °C zijn, het water zal warmer worden.)

Tot slot zal er geen sprake zijn van zuiver, gedestilleerd water. In de bak zullen bacteriën, plankton, schimmels enzovoort leven, en zullen voedingsstoffen aanwezig zijn. De levende cellen zetten licht en voedingsstoffen om, en kunnen daarbij (een klein beetje) warmte produceren.

Samenvattend: in een puur theoretische testopstelling zal het water ook 25 °C worden, in een praktijksituatie zal dat niet gebeuren.

 · Answer

Ja, alles neemt op een gegeven moment de omgevingstemperatuur aan, ook water.

 · Answer

Ja , kleine verschillen daargelaten door de verdamping vh oppervlakte water komt er wel temperatuur verschil in de bak zelf , maar een aquarium heeft zo veel wanden dat de kamer temperatuur wel doorzet . Anders om is sterker dus de kamer koelt af het water houdt de warmte nog even vast . En anders om ook dus het duurt lang eer dat koud leiding water de kamer temp heeft bereikt .Er is dus een na ijlings effect . maar bij een constante temperatuur van 25' zet het wel door . In het groot (dus de zee of oceaan ) de  water temperatuur een enorm effect op de langs stromende lucht . Dankzij de warme golf stroom hier voor de kust drijven er hier geen ijsbergen :)

 · Answer

Nee, alleen bij een verzadiging van 100% zal het water niet verdampen. Ook de omgevingstemperatuur is gewoon de luchttemperatuur, maar het evenwicht is veel uitgebreider dan dat, omdat een bak water ook uitstraalt naar de ruimte door het open raam, de zon naar binnen kan schijnen en de bak kan opwarmen, een radiator in de buurt kan de bak verwarmen. De temperatuur van het water is het resultaat van al die stralings-, verdampings, geleiding en convectiebijdragen. Omdat de Aarde om zijn as draait en daardoor de zon niet steeds even sterk schijnt is de aarde nooit in thermodynamisch evenwicht.
Het is niet zo dat een voorwerp de luchttemperatuur automatisch overneemt, het is meer zo dat de lucht de temperatuur van de voorwerpen aanneemt, omdat de voorwerpen veel meer straling absorberen of weer uitzenden. De lucht wordt verwarmt door geleiding langs het oppervlak en wordt steeds weer ververst door convectie. Bij helder weer kun je dit goed zien aan de rijp op auto's vooral de ramen die goed uitstralen maar slecht geleiden koelen snel af en wanneer ze onder het vriespunt zijn, beginnen ze rijp te verzamelen uit de langs stromende lucht.
De luchttemperatuur wordt bepaald door de wind (een grote luchtmassa koelt niet zo snel af en warmt niet zo snel op en is goed gemengd) en de lokale uitwisseling met de bodem, zoals tijdens thermiek, dat zijn meer kleinschalige effecten. De luchttemperatuur kan nog meer oplopen of zakken als er een microklimaat is met weinig wind en veel uitstralend en straling absorberende voorwerpen in de omgeving.

 · Answer

Ja ze krijgen dezelfde temperatuur. Dit wel onder de voorwaarde dat de kamer en het aquarium als twee gesloten systemen worden beschouwd en er geen invloed van buiten is. Volgens de nuld hoofd wet van de thermodynamica krijgen beiden systemen dan dezelfde temperatuur en vindt er verder geen warmtetransport meer plaats. In de praktijk zullen er minime verschilletjes blijven door allerlei externe verstoringen. Maar dat kan zelfs binnen het aquarium tussen de ene en de andere kant.

 · Answer

Water heeft een grote warmtecapaciteit, er is veel energie voor nodig om omgeving en watertemperatuur op elkaar af te stemmen.
Pas in het oneindige zal een exact stabiele kamertemperatuur ook die van het water zijn.
Door de hoge watercapaciteit is het echter een temperatuurbuffer die haast zijn gelijke niet kent
Omdat water ook nog een moeilijk bevriest of verkookt, houdt water de aggregatietoestand vast en gaat op overgangen sterk bufferen.

Helaas zal de kamertemperatuur in de praktijk veel instabieler zijn dat die in de bak water, zoals een aquarium.
Vandaar dat verwarmingselementen voor tropische dieren en planten in het water zeer nuttig zijn.

Deze nemen vrij veel stroom maar het is voordeliger dan het huis dag en nacht op 25 graden te houden. Ook is de regellusbij dis soort elementen kleiner dan bij huisverwarming.
Door oa convectiestromen in het water en de goede warmtegeleiding van het water is de temperatuur in aquaria redelijk homogeen, een pompje helpt dan nog verder mee snel het water overal op 25 graden te krijgen.
Daar vissen en planten  (vrijwel) geen warmte afgeven moet je daar geen rendement zoeken.

Neemt water altijd de omgevings temperatuur aan?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (5)

Bekijk alle vragen in deze categorieën: