Varmelære, tid for opvarmning af legeme

#0:  Formler, formler og atter formler . . . .    Kig på enheden for c:  joule/(kg*K).

Når du skal lave den om til energien i joule, hvad skal du så gøre ved den?

Du skal have fjernet disse "/(kg*K)".  Så hvis du nu ganger c med massen og temperaturændring, er den så ikke ved at være der?  Prøv at forstå systemet med disse enheder.

Sidste spørgsmål er noget vrøvl med denne konstante temperatur på 55º, for enten kan varmelegemet på 2000W holde den temperatur konstant, når du sænker legemet ned i vandet, eller også kan det ikke. Er legemet en sølvplade på 1 kg, kan det nok ikke grundet energioptaget (sølvpladens varmeledningsevne), og så er temperaturen jo ikke konstant, PID-regulering eller ej.

Jeg kan lige prøve at forklare problemet:

en steg af oksekød på 1 kg med temperatur 5 grader C, nedsænkes i en gryde med 55 grader C varmt vand. Denne gryde tilføres energi fra et varmelegeme på 2000W. Hvornår når stegen 55 grader C?

Og hvad hvis stegen vejer det dobbelte?

Giver det mening?

Nu er det nogle år tilbage siden jeg har rodet med det her, så jeg er lidt rusten: Jeg regner med at finde Q = m*c*ΔT. Så har jeg energien i joule.

Derefter er jeg i tvivl om hvordan jeg finder ud af hvor lang tid vandet er om at afgive den mængde energi til stegen (og vandet i gryden) - forudsat at vandet konstant tilføres ny energi fra et varmelegeme på 2000W.

Ad:  Derefter er jeg i tvivl om hvordan jeg finder ud af hvor lang tid vandet er om at afgive den mængde energi til stegen - forudsat at vandet konstant tilføres ny energi fra et varmelegeme på 2000W.

Det kan jeg godt forstå at du er i tvivl om, for det afhænger jo af faconen på denne steg ( stegens formfaktor, så at sige ). Jeg skal ikke komme ind på stegens termiske U-værdi, men at et vindue har en specifik varmekapacitet, fortæller jo ikke noget om hvor meget der skal skrues op for varmen i huset, for at holde huset varmt en kold vinternat. Det afhænger da også af vinduets areal, dermed af dets varmeledningsevne.

Sværen på din steg et termisk "vindue" ind til stegens midte.  Kig i kogebogen eller brug et stegetermometer.

Noget andet er, at en steg nedsænket i 55C varmt vand bliver aldrig heeelt 55C varm. Dens indre vil opvarmes efter en eksponentialfunktion med en given tidskonstant, hvilket gør at dens temperatur vil nærme sig asymptotisk til 55C, teoretisk i løbet af uendelig mange tidskonstanter ( som du så ikke kender længden af ).

Spørgsmålet er volapyk.

Men brug du bare samme "formel" igen, så bliver opgavestilleren glad.

1W = 1 joule/sek.

#3:  (PS). Jeg bliver vrissen over en sådan opgave, fordi den er vildledende mht. elevers forståelse af fysik, hvad angår varmtvandssteges temperaturforløb.

Jeg mener at opgaver, som en del af undervisningen, skal være vejledende.

Tak for svaret hesch.

Jeg kan godt følge din pointe. For lige at gøre det klart, så er dette her ikke en opgave stillet af en underviser, men noget jeg roder med i fritiden. Mere specifikt, så er jeg ved at lave noget software (jeg er software ingeniør, hvilket måske forklarer min ringe indsigt i fysik) hvor jeg ville lave en funktion til at udregne en ca. tilberedelsestid (og her taler vi noget der måske er korrekt indenfor 10 minutter) når man laver mad i en sous vide gryde (altså indpakker kød i vakuum og varmer det op i vand). Jeg vil kort sagt gerne vide hvornår et stykke kød er nået en bestemt temperatur inden i midten. Jeg er dog klar over at der er forskel på en steg på 10cm x 50 cm og så en steg med samme masse, men med andre mål. Men der må kunne laves noget udfra nogle generelle antagelser omkring formen - feks ved at basere det på lidt empiriske undersøgelser og nogle middeltal.

Jeg var selv lige inde over at stegens overflade spillede en rolle, hvilket jo giver god mening, da det netop er igennem overfladen varmeudvekslingen sker. Dog tænker jeg at der må være en måde at tilnærmelsesvis opstille en ligning der kan udregne en tilnærmet værdi? Overfladen på en steg, må vel have en sammenhæng med massen på en eller anden måde?

Såfremt dette ikke var det korrekte forum at stille mit spørgsmål i, så beklager jeg dette. Jeg husker dog dette svagt fra fysik B i gynmasiet.

Ikke alene stegens facon, spiller en rolle, men også om det er svin, kalv, får, og hvad er fedtprocenten?

Der findes (mikrobølge)ovne, hvor alt dette kan indstilles, og stegetid og -temperatur beregnes så af ovnen, snarere ved tabelopslag end egentlig beregning, formoder jeg.

Endvidere udvikler man til slagterier scannere, der kan måle fedtprocent, vandindhold, osv., på slagtedyr, således at kødet allerede på slagteriet kan sorteres/kategoriseres. Jeg ved det ikke, men måske anvendes en del AI ( Artificial Intellegens ) til dette. Det jeg antyder er, at en funktionsberegning erfaringsmæssigt ikke virker, men at AI og fuzzyregulering må tages i brug.

Ellers er der jo (stadig) kogebogen og at trykke lidt på stegen med en finger, for at sjusse den indre konsistens. Altså denne korrekthed indenfor 10 minutter ved 180º, kan selv en gammel tosse som mig sagtens ramme, specielt med henseende til:  Hvad er korrekt ( rød, rosa )? 

Jeg nægter at lade IT/CAM med interface til en kulfri varmluftsblæser tage magten over mine smagsløg!

Det er jeg med på, men den specifikke varmekapacitet for hhv svin, okse, lam mv har jeg fået fat i.

Formålet er umiddelbart at undersøge og synliggøre hvor stor forskel der er i tilberedningstid af 1 kg steg og feks 4 kg steg. Da c for kød faktisk er lavere end c for vand, så siger min umiddelbare intuition at massen af stegen ikke har det store at sige. Kød består at relativt meget vand, og vand er ret godt varmeledende. Derfor vil en stor steg og en lille steg nå samme centrumtemperatur indenfor ret kort tid.

Ang. måden slagterier scanner på, vil jeg antage at de sender en svag strøm igennem kødet, og på den måde kan måle fedtprocenten, da strøm jo ledes anderledes i fedt- end i muskelvæv. Lidt på samme måde som de badevægte man kan købe, der kan måle din fedtprocent mv.

Hvad angår dine smagsløg, så skulle du prøve sous vide. Jeg er faktisk både lækkert, og tilpas nørdet til at det samtidig er sjovt!

Hvis jeg høkerregner finder jeg at 4kg steg kræver dobbelt så lang tid som 1kg steg ( regner på volumen/overflade for en cylinder ).

Så vidt jeg er orienteret scanner slagterier vha. ultralyd, og som sagt lidt AI.  Dette system kan så at sige "se" hvor meget fedt en uopskåren gris har omkring hjertet. Grisen køres bare gennem scanneren, så skrives specifikationerne automatisk ud. Det tager 10 sek. Nøjagtigheden ligger på omkring 1%.  Det er en ret kraftig computer, der ligger bag.