Soru:
Fırında neden alüminyum folyoya dokunup yanmam?
Jason P Sallinger
2018-02-12 07:11:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fırında kapak olarak alüminyum folyo ile sık sık yemek pişiriyorum.Folyoyu çıkarma ve üstü açık pişirme zamanı geldiğinde, çıplak ellerimle halledebileceğimi ve çok az sıcak olduğunu görüyorum.

Bunun fiziği nedir?Bunun kalınlık ve enerji depolamayla bir ilgisi var mı?

İlgili: [Elim neden 200 ° C'deki fırında hava ile yanmıyor?] (Https://physics.stackexchange.com/q/308237/36360)
Benzer şekilde, musluktan bir alüminyum kutuya sıcak su koyarsanız, aynısını bir tencereye yapmanıza kıyasla çok hızlı bir şekilde ısınır.
Şimdi, alüminyumu küçük bir top halinde ezerseniz ve aynısını yapmaya çalışırsanız, yanmanızı beklerim (parçanın toplam kütlesine bağlı olarak).
Dört yanıtlar:
Martin Beckett
2018-02-12 07:31:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yanarsınız çünkü enerji, ikisi de aynı sıcaklıkta olana kadar sıcak nesneden elinize aktarılır.Ne kadar çok enerji aktarılırsa, size o kadar çok zarar verilir.

Alüminyum, çoğu metal gibi, sudan (yani sizden) daha düşük bir ısı kapasitesine sahiptir, bu nedenle az miktarda enerji aktarmak, alüminyumun sıcaklığını sizi ısıttığından daha fazla düşürür (yaklaşık 5 kat daha fazla).Daha sonra alüminyum folyonun kütlesi çok düşüktür - ısıyı tutacak çok fazla metal yoktur ve son olarak folyo muhtemelen kırışmıştır, bu nedenle iyi bir ısı iletkeni olmasına rağmen yüzey alanının yalnızca çok küçük bir kısmına dokunuyorsunuzdolayısıyla size ısı akışı düşüktür.

Elinizi alüminyum bir motor bloğunun üzerine aynı sıcaklıkta koyarsanız yanarsınız.

Aynı şey öğütücüden veya havai fişek "maytapından" çıkan kıvılcımlar için de geçerlidir, kıvılcımlar erimiş demir olacak kadar sıcaktır - ancak çok küçüktürler ve çok az enerji içerirler.

Yorumlar uzun tartışmalar için değildir;bu konuşma [sohbete taşındı] (http://chat.stackexchange.com/rooms/73153/discussion-on-answer-by-martin-beckett-why-can-i-touch-aluminum-foil-in-fırın).
@ACuriousMind: Yine de "daha fazla bilgi [sormak] için" onlar.
Erimiş demire dokunmak o kadar da kötü değil :) https://www.youtube.com/watch?v=KNUVnIpcChs
Dmitry Grigoryev
2018-02-12 14:40:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Özgül ısı kapasitesindeki farkın sizin yararınıza olduğu doğru olsa da, etkisi, kütle farkı tarafından gerçekten gölgede bırakılmıştır.Tipik alüminyum folyo 0,016 mm kalınlığındadır ve 0,043 kg / m² ağırlığındadır; insan cildi ise yaklaşık 1,3 mm kalınlığındadır (avuçlarınızda / parmaklarınızda daha da kalınsa) ve 1000 kg varsayıldığında yaklaşık 1,3 kg / m² ağırlığındadır/ m³ yoğunluk.

Yani kütle farkının yaklaşık 30 katı, özgül ısı kapasitesindeki 5 kat farkla çarpılır.

Gereksiz yere kelime oyunu yapmamak, ama cüce olan şey _specific_ ısı kapasitesindeki fark değil mi?Kütle farkı ve s.h.c.'nin bir ürünü olan ısı kapasitesindeki önemli * farktır *.fark ... değil mi?
"Dolayısıyla, özgül ısı kapasitesindeki 5 kat farkın yanı sıra kütlede yaklaşık 30 kat fark var."Çarpmada, daha çok.
@Dancrumb Evet, o kelime gerçekten eksikti, teşekkürler!Tartışmalı "ek olarak" kısmını da düzelttim, ancak "çarpmada" bana iyi İngilizce gibi gelmiyor.
Ayrıca folyoyu gerçekten yakalarsanız fazladan ~ 2 faktörü vardır, çünkü muhtemelen her iki tarafta da aynı alana başparmağınız ve parmaklarınızla dokunuyorsunuz.(Ama sanırım endişelenmeye başladığınızda, alüminyumdaki iletkenlik konusunda endişelenmeniz gerekebilir, yani dokunduğunuzdan daha geniş bir folyo alanından ısı çekmeniz gerekebilir.)
"ile bileşik", "ek olarak" yerine de işe yarayabilir.
DoublyNegative
2018-02-12 21:21:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Burada tartışılan şey, özgül ısı kapasitesidir. Isının akışı sıcaklığa dayanır ve bu oldukça açık bir ifade gibi görünse de, burada yapılması gereken önemli ayrımlar vardır.

Genelde sıcaklığın sıcaktan soğuğa geçtiği söylenir. Bunun gerçekten anlamı, ısı enerjisinin daha yüksek bir sıcaklıktan daha düşük bir sıcaklığa akmasıdır. Ama yine de, neden ısı ve sıcaklık arasındaki ayrım?

Eh, ikisi aynı olmadığı için, doğaları gereği bağlantılılar, ancak aynı değiller. Bir nesnenin depoladığı ısı enerjisi, nesnenin malzemesine bağlı olarak değişir. İnsanların sonbaharda sörf yapmaya gitmelerinin nedeni budur - su, sıcaklığını yükseltmek için çevredeki bölgelere göre daha fazla enerji harcar, bu nedenle hava soğuk olduğunda bile su hala nispeten ılıktır, oysa yazın henüz ısınmamıştır. gövdeler çoğunlukla sudur ve sıcaklığı alüminyumdan çok daha fazla enerji gerektirir (önceki iki cevapta belirtilenin 5 katı - 6 kata daha yakın olduğunu düşünmüştüm, ancak Googling olmadan, nokta hala geçerli).

Bundan sorumlu olan etki, belirli bir malzemenin belirli bir kütlesinin sıcaklığını belirli bir miktarda yükseltmek için gereken enerji miktarı olan özgül ısı kapasitesi olarak bilinir:

$$ E = mcθ $$

Kafa karıştırıcı sembollerde olduğu gibi, bu formül oldukça iyi işliyor. $ Θ $ bir açı olmaktan ziyade, sıcaklıktaki değişimdir. $ c $, ışık hızı olmaktan ziyade, özgül ısı kapasitesidir ve $ E $ bazen $ Q $ yazılır ...

Bununla birlikte, bu formülün bize gösterdiği şey, alüminyum folyonuzun yüksek sıcaklık olmasına rağmen, aslında içinde çok fazla ısı enerjisine sahip olmadığıdır, $ θ $ terimi yüksek olabilir, ancak $ m $ ve $ c $ terimlerinin ikisi de düşük.

Bu enerji daha sonra, ikisi termal dengeye ulaşana kadar (aynı sıcaklık, aynı enerji değil) belirli bir süre boyunca elinize aktarılır. Eliniz enerjiyi emerken, sıcaklıktaki her derece artışta folyo 6 derece azalacaktır.

Şimdi daha bilgili olmak, ancak bu aynı zamanda anında gerçekleşmeyecek (ve teknik olarak, bu neredeyse bir difüzyon sürecidir - bazen ısı fononlarının aktarımı olarak modellenir - ve bu nedenle asla tamamlanamaz). folyonun kütlesi düşüktür (dolayısıyla düşük ısı) ve ısı dağılımının tüm ısının elinize gitmesini önleyeceği gerçeği, tüm ısı elinize gitse bile elinizin daha büyük olduğu gerçeğine eklenmiştir. $ c $ değeri, elinizin sıcaklık değişiminin folyonun sıcaklık kaybından çok daha az olduğu anlamına gelir, işlem aynı zamanda dengeye ulaşmak için tüm enerjiyi aktarmaz ve elinizi çıkarmak için kesinlikle yeterli zamanınız olur. (özellikle de o kadar uzun süre beklerseniz, fırının kendisi elinizi ısıtmaya başlar ve gerçekten çıkarmak isteyebilirsiniz).

Alüminyum folyonuzla kendinizi oldukça güvende hissetmeniz gerektiğini söylemeniz yeterli!

Not: Genel bilgim yanlıştı, yaklaşık 5 kat fazla (aslında biraz altında), temelde tüm '6'ları' 5'lerle değiştirin.

Eric Duminil
2018-02-12 21:57:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Üç ısı transferi kategorisi vardır:

enter image description here

Konveksiyon ve radyasyon transferleri, alüminyum folyonun tüm alanı (her iki tarafta!) üzerinde gerçekleşirken, iletim yalnızca parmaklarınızın dokunduğu alan üzerinde gerçekleşir. Folyonun bir A4 harfinin ($ ≈ 1250 \ mathrm {cm} ^ 2 $) ve temas alanının 10 $ \ mathrm {cm} ^ 2 $ olduğunu varsayarsak, oran 100'den büyüktür.

Folyo, fırın açılır açılmaz hızlı soğur (ve hatta fırından çıkarıldığında daha da fazla), çünkü A / V oranı büyüktür. İlk etapta aktarılacak çok fazla enerji yoktur (diğerlerinde de belirtildiği gibi, folyo son derece incedir) ve elinize değil, çoğunlukla çevreye akar.

İşte başka bir örnek:

enter image description here

Öğütücünün içinden çıkan talaşlar, folyonuzdan çok daha sıcaktır ( parlar ), ancak çok fazla kütleye sahip olmadıkları için dokunmak acı verici değildir veya enerji.

Tersi örnek, elinizi sıcak suya batırmak olabilir. Alüminyum folyodan çok daha soğuk olabilir, ancak 50 ° C'nin üzerindeki herhangi bir durumda yine de ağrılı olabilir. Su yüksek yoğunluğa, yüksek ısı kapasitesine sahiptir ve ortamdan çok daha sıcak olmadığı için çok hızlı soğumaz.

"_ve elinize değil, çoğunlukla çevreye akar._" Bu bölümün doğru olup olmayacağından emin değilim.Eller ısıyı almakta oldukça iyidir;Hatta cildimizin altında ısıyı hızla uzaklaştırabilen zorunlu bir sıvımız bile var.Elleriniz sadece küçük bir alan olmasına rağmen;ayrıca folyo için gerçekten etkili bir soğutma yolu sağlarlar.
@JMac: Yorumunuz için teşekkürler.Alanların bir karşılaştırmasını ekledim.Folyo alanı ile temas alanı arasında en az iki büyüklük sırası vardır.
@EricDuminil muhtemelen fırının içi folyonun sıcaklığına çok daha yakındır.Aslında, folyo ilk etapta böyle ısındı.Açıldığında biraz soğur ama yine de vücudunuza göre oldukça sıcaktır.
Alüminyum için radyasyondan kaynaklanan ısı kaybının oldukça düşük olduğu, çünkü çok düşük bir emisyon katsayısına sahip olduğu muhtemelen not edilmelidir.% 4 mertebesindedir.Dolayısıyla, alan oldukça büyük olsa bile radyasyon oldukça küçük bir katkı sağlar.
@Arsenal Bu aslında bu senaryoda önemli bir rol oynayabilir.Konveksiyonsuz bir fırın öncelikle ısıyı radyasyon yoluyla aktarır.Bu, folyonun orada dezavantajlı olduğu ve ikincil kaynaklar (iletim ve konveksiyon) yoluyla çok fazla ısı alacağı anlamına gelir.Folyonun fırın sıcaklığından önemli ölçüde daha soğuk olma ihtimali kesinlikle vardır;diğer maruz kalan yüzeyler fırın sıcaklığına yakın olsa bile.Bu sadece havalı hisle birleşir.
@JMac: Folyo, fırında birkaç dakika bekletilirse, fırındaki hava ile termal dengede olacaktır.Ya da gerçekten metal bir tavaya dokunuyorsa, belki tavanın üst kısmının sıcaklığına daha yakın.Folyo, çok az termal kütleye, geniş yüzey-hacim oranına ve iyi termal iletkenliğe sahiptir.Özel olarak konveksiyonlu fırın olmayan (fanlı) bir fırında bile konveksiyon akımları vardır.Ancak fırını açıp tavayı daha soğuk havaya çektiğinizde folyo hava iletimi nedeniyle soğuyabilir.Dokunduğunuzda muhtemelen yiyecek / tava sıcaklığına daha yakındır, fırın sıcaklığına değil.


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...