Avdunstning av gas i behållare

[Zigge67]

Avdunstning av gas i behållare (Fysik fråga)

Hej Utsidan medlemmar.

Jag håller på att göra lite köktest och fick lite lustiga resultat som jag tror/vet har med lite fysik att göra. Kan dock inte hitta information om det.

Jag testade att köra max på ett kök med gasol och 500ml vatten.

Fick ett resultat på 46 sekunder. Trodde det inte var sant och testade igen fick då också resultatet 46 sekunder. Gjorde testet ytterligare 3 gånger och fick resultatet 51s, 1m07s och slutligen 1m30s!

Märkligt tyckte jag tills jag kännde på gasoltuben som då var iskall. Om jag inte missminner mig har det med avdusningen att göra, från vätske till gasform som gör att det blir kallt, varvid trycket minskar i gasoltuben och då ger längre uppvärmingstider.

Någon som har en bättre förklaring?

/Janne

 

[pery]

Egentligen inte tryckfallet. Gasen är i vätskeform i behållaren och "kokar" när den används. Värmen som krävs för det tas från omgivningen och gastuben är ju den närmaste omgivningen. Jag har varit med om att få frost på utsidan när jag använt köket i fuktigt väder nära noll. Du får mer fart på köket om du tillför värme till gasen. Det räcker att ställa tuben i kallt vatten. Det kalla vattnet är mycket varmare än gasens kokpunkt.

 

[Zigge67]

Hej...

Vet du varför det blir kallt och vad som händer fysiskt? Var ett tag sedan man gick i skolan...
Har väl med gaslagen att göra.

Så när tuben blir kall i rumstemperatur minskar effekten, om man inte tillför "värme"?

 

[pery]

Skolan försvinner i historiens dimmor även för mig.

Gasblandningens kokpunkt är "ett antal minusgrader" vid atmosfärtryck. Gasen i burken kommer att "koka" tills att trycket stigit tills kokpunkt = omgivningstemperatur. Öppnar du och släpper ut gas sjunker trycket (så trycket är förstås inblandat) kommer vätskan att börja koka igen, eller åtminstone avdunsta. Kallt blir det för att genom att börja släppa ut gas så har du sänkt kokpunkten till en bra bit under omgivningstemperatur. Två saker kan då hända. Omgivningen kan tillföra energi tills det bli balans eller så blir det balans när vätskan blivit så kall att den inte kokar.

Tyvärr kan jag inte förklara mer exakt. Hoppas att jag inte har direkt fel Någon får rätta i så fall.

 

[skogsbaronen]

Avdunstning kräver värme. Kyla försvårar efter hand avdunstningen (då temperaturen närmar sig bränslets kokpunkt) varpå gasuttaget från flaskan begränsas.

De första tre gångerna du testade kunde flaskan fortfarande ge ett gasuttag som var större än brännarens maximala behov, varpå du fick samma resultat trots att flaskan hela tiden blev kallare.

Vid fjärde försöket var flaskan så kall att gasuttaget hämmades, och brännaren fick inte nog med bränsle för att ge maximal effekt.

 

[pysen78]

tryck och temperatur hänger ihop.

Sjunker trycket sjunker också temperaturen.
Sjunker temperaturen, sjunker också trycket.
Dessutom krävs extra energi för att få molekylerna att lämna vätskefasen och gå över i gas.

Gasolen skulle ju inte vara i vätskeform i rumstemperatur om det inte vore för trycket i flaskan. När en gång gasen trycktes in i flaskan, höjdes temperaturen. Värmen fick sen stråla ut i omgivningen. Nu när den används och trycket sjunker, då blir den kall och tar upp motsvarande värme från omgivningen. Om den inte tillåts ta upp värme tillräckligt snabbt, kommer avdunstningen och trycket i tuben minska.

Finns massor med trådar i ämnet.

 

[Zigge67]

Tack för alla svar.

Men lustigt att det kan skilja så pass mycket att det tar 44 sekunder längre att koka upp 500ml vatten... (Nästan dubbla tiden på 5e försöket).

Tilläggas är att mellan testen kyldes kastrullen ner och vatten byttes. Vattnet var 17C när det hamnade i katrullen och mätningen görs automatiskt mellan 25C och 100C.

Bytte aven gasoltub, efter 5e testet, och fick då 55s. Den tuben var använd innan på ett annat kök och hade stått i ca 30-40min. Så den var mera "rums temperatur" och uppskattningsvis 2/3 kvar av innehållet.

Det som testades är Primus Omnifuel med 0.45 nippel, Primus ETA Power 1.8L och Primus Power Gasol 230g...

 

[tango]

pV=nRT

Om du har läst det i skolan så gäller allmäna gaslagen som säger p*V = n*R*T

genom att sätta några parametrar lika så får Boyles lag, Avogadros lag etc

Mer utförligt orkar jag inte skriva när någon redan gjort det på wikipedia här
http://sv.wikipedia.org/wiki/Allmänna_gaslagen

Boyles lag har en pedgogisk rörlig bild här som visar att volymen av en gas vid konstant temperatur är omvänt proportionell mot gasens tryck:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Boyles_lag

Ang vatten och luft - tänk åp att vatten leder mer värme/kyla än luft - luft ju bra på att isolera - det är ju det vi använder i våra kläder/sovsäckar/plåttermosar för att (be-)hålla värmen.

/Patrik

 

[xxargs]

Tango:

Gäller inte i system med gas i kondenserad form samtidigt som gasen i sig. - tyvärr glömmer man tydligen att lära ut den biten i skolan...

det som kyler tuben är förångningsvärmen när gasolen dunstar från sin flytande del när trycker sjunker - sjunker trycket tillräckligt fort så kommer det att koka i lösningen precis som vatten kokar på spisen vid 100 grader C.

minskar man lufttrycket ovanför vattenytan så kommer den att koka vid lägre temperatur.

att dunsta av 1 kg vatten vid 20 grader drar 2453.5 kJ vilket motsvarar 682 Wh,
koka upp 1 kg biltema 17-613 gasol vid 20 grader drar 356.7 kJ (99 Wh) vilket motsvarar ca 14.5% av vad vattnets värmebehov för att dunsta till ånga.

---

pV=nRT lagen fungerar bra för argon, kväve eller syrgastub där temperaturen är långt över ämnet ifrågas kritiska punkt, men fungerar inte för kolsyra eller gasoltub med flytande kondensat i sig.

lagen passar inte särskilt väl ens när kolsyra är över sin kritiska temperatur av 30.978 grader C och allt är i gasform oavsett tryck då attraktionens mellan koldioxidmolekylerna fortfarande är så stora att de inte följer den ideala gaslagen särskilt väl (det är därför som man funderar på att använda koldioxid som köldmedie i 'freonfria' kylmaskiner).