Söker bästa värme-ackumulerande matrial ?
Tänkte kolla med expertisen här vilket/vilka matrial som har absolut bästa värmelagrings-egenskaper. Om vi tänker oss en kub på 10x10x10 cm med matrialet X, som vi värmer upp till exempelis 60+, och ställer denna kub i ett rumstempererat rum utan att isolera denna kub/matrial på något sätt, vilket matrial håller då värmen längst i tid innan det svalnat av till samma temperatur som i rummet (t.ex 20+).
Jag har tips på Olivien-sten /täljsten och vanlig betong, någon som har tips på annat matrial ?
Jag har tips på Olivien-sten /täljsten och vanlig betong, någon som har tips på annat matrial ?
vad ska du ha det till?
rogge
rogge
Skulle sätta en tia på att vatten ligger bra till... Men då är jag knappast fysiker ;D
Edit: Har Googlat lite-
Värmekapacitiviteten är ett mått på ett materials förmåga att lagra värme och anger den energimängd
som krävs för att värma upp ett kilo av ämnet en grad Celsius. Detta värde kan skilja sig en hel del
mellan olika material. Till exempel krävs 500 J för att värma ett kilo gjutjärn en grad Celsius samtidigt
som det åtgår drygt 4 000 J för ett kilo vatten, d v s nästan 10 gånger mer. Värmekapacitiviteten
betecknas med c och har för glas ett värde på ca 0,84 kJ/kg×°C. I Tabell 1 jämförs värmekapacitiviteten
för några olika byggnadsmaterial [6]. Värmekapacitiviteten för vatten och luft har också angivits.
Tabell 2. Några vanliga byggnadsmaterials värmekapacitivitet. Värdena är hämtade från [6].
MATERIAL VÄRMEKAPACITIVITET, c [kJ/kg×°C]
Planglas 0,84
Aluminium 0,92
Gjutjärn 0,50
Stål 0,46
Betong 0,92
Trä 1,68-2,51
Vatten 4,19
Luft 1,00
Edit: Har Googlat lite-
Värmekapacitiviteten är ett mått på ett materials förmåga att lagra värme och anger den energimängd
som krävs för att värma upp ett kilo av ämnet en grad Celsius. Detta värde kan skilja sig en hel del
mellan olika material. Till exempel krävs 500 J för att värma ett kilo gjutjärn en grad Celsius samtidigt
som det åtgår drygt 4 000 J för ett kilo vatten, d v s nästan 10 gånger mer. Värmekapacitiviteten
betecknas med c och har för glas ett värde på ca 0,84 kJ/kg×°C. I Tabell 1 jämförs värmekapacitiviteten
för några olika byggnadsmaterial [6]. Värmekapacitiviteten för vatten och luft har också angivits.
Tabell 2. Några vanliga byggnadsmaterials värmekapacitivitet. Värdena är hämtade från [6].
MATERIAL VÄRMEKAPACITIVITET, c [kJ/kg×°C]
Planglas 0,84
Aluminium 0,92
Gjutjärn 0,50
Stål 0,46
Betong 0,92
Trä 1,68-2,51
Vatten 4,19
Luft 1,00
Jag gissar på cellplast. ;DTN-Funkis skrev:
Fast det var knappast det svaret du ville ha, eller hur?
Du får omformulera frågan lite. Jag antar att du är ute efter ett material som kan lagra mycket värme men samtidigt inte avge för hög effekt när det svalnar. Om du formar materialet som en kula, dvs minimerar ytan, så håller den värmen bättre.Jag får väl formulera om mig här då på allmän begäran:
Söker ett material som kan lagra mycket värme men samtidigt inte avge för hög effekt när det svalnar = håller värmen länge.
Matrialet kan antingen bli uppvärmt(uppladdat) av varm luft eller vatten, övre gräns bör vara max 100+. Man ska kunna ha möjligheten att använda matrialet i många olika applikationer utan att behöva ordna isolering-vattenpumpar m.m, alltså typ sten/aluminium som utsätts för värme under period på c:a 3-6 tim, och som sen avger denna värme under en lång tid.
Anledningen till detta "tänk" är ganska komiskt. Vår lunchresturang har köpt in ett gäng tunga aluminium-plattor som dom ställer i kylen ett par tim. Sen ställer dom fram dessa på matdisken och håller sallad m.m kallt, och dessa plattor funkar mellan kl 11-14 då dom stänger-utan att behöva "återladdas" under denna tidsperiod. Man gör också tvärtom och har ett par i varmt vatten som sen håller div matvaror varma under samma tidsperiod.
Alltså vill jag hitta ett matrial som man kan "labba" med utan att fixa med massa kringutrustningar och isoleringar.
Söker ett material som kan lagra mycket värme men samtidigt inte avge för hög effekt när det svalnar = håller värmen länge.
Matrialet kan antingen bli uppvärmt(uppladdat) av varm luft eller vatten, övre gräns bör vara max 100+. Man ska kunna ha möjligheten att använda matrialet i många olika applikationer utan att behöva ordna isolering-vattenpumpar m.m, alltså typ sten/aluminium som utsätts för värme under period på c:a 3-6 tim, och som sen avger denna värme under en lång tid.
Anledningen till detta "tänk" är ganska komiskt. Vår lunchresturang har köpt in ett gäng tunga aluminium-plattor som dom ställer i kylen ett par tim. Sen ställer dom fram dessa på matdisken och håller sallad m.m kallt, och dessa plattor funkar mellan kl 11-14 då dom stänger-utan att behöva "återladdas" under denna tidsperiod. Man gör också tvärtom och har ett par i varmt vatten som sen håller div matvaror varma under samma tidsperiod.
Alltså vill jag hitta ett matrial som man kan "labba" med utan att fixa med massa kringutrustningar och isoleringar.
Det är fortfarande allt för många parametrar för att kunna ge dig ett bra svar.
Men du får väl först leta upp ett antal material som kan lagra så mycket värme som du behöver till ett rimligt pris mm. Sedan får du studera dessa materials värmeledningsförmåga för att få en uppfattning(jämför med känt material) om hur snabbt de svalnar. Problemet är väl att det är så stor skillnad mellan metaller och icke metaller. Det skiljer väl en faktor 100 minst. Du kan även arbeta med geometrin, som jag beskrev ovan, för att reglera avsvalningstakten. En sfär svalnar långsammare än en tunn skiva med samma volym. Naturligtvis så kommer värme- eller kyleffekten att avta när skillnadstemperaturen minskar.
Edit:
Skillnaden mellan olika materials värmeledningsförmåga minskar i betydelse om det är luft som är omgivningen då luft i sin tur leder värme dåligt.
Men du får väl först leta upp ett antal material som kan lagra så mycket värme som du behöver till ett rimligt pris mm. Sedan får du studera dessa materials värmeledningsförmåga för att få en uppfattning(jämför med känt material) om hur snabbt de svalnar. Problemet är väl att det är så stor skillnad mellan metaller och icke metaller. Det skiljer väl en faktor 100 minst. Du kan även arbeta med geometrin, som jag beskrev ovan, för att reglera avsvalningstakten. En sfär svalnar långsammare än en tunn skiva med samma volym. Naturligtvis så kommer värme- eller kyleffekten att avta när skillnadstemperaturen minskar.
Edit:
Skillnaden mellan olika materials värmeledningsförmåga minskar i betydelse om det är luft som är omgivningen då luft i sin tur leder värme dåligt.
tung, homogen och kompakt material( täljsten, gjutjärn) avger men också lagrar värmen långsamast. Material som kan lagra snabbt avger lika snabbt ( glas,vatten).
Gjutjärn är ofta använd i värmelagrinsammanhang då den är lätt att gjuta i passande former men tung och kan gå sönder om saker ska flyttas hit och dit. Aluminium är bästa val för dom plåtarna du skriver om - tål att kasta runt utan att gå sönder. Ju tyngre är dom destå längre håller dom på värme/kyla. Jag tror att om du staplar dom tätt ovanpå varandra så förlängs ( fördubblas+) verkningstiden.
gaia
Gjutjärn är ofta använd i värmelagrinsammanhang då den är lätt att gjuta i passande former men tung och kan gå sönder om saker ska flyttas hit och dit. Aluminium är bästa val för dom plåtarna du skriver om - tål att kasta runt utan att gå sönder
. Ju tyngre är dom destå längre håller dom på värme/kyla. Jag tror att om du staplar dom tätt ovanpå varandra så förlängs ( fördubblas+) verkningstiden.gaia
det ser ut som om ciffrorna beskriver materialets värmeledningsförmåga som är viktigt i isoleringssammanhang. Det säger ingenting om materialets värmelagringsförmåga, tycker jag. Fex trä isolerar bra men lagrar knappt så som betongen gör.DME skrev:
gaia ( ej heller en fysiker
)Om du vill lagra värme genom att värma upp en kropp så är sten i allmänhet ett bra val. Vatten är visserligen bättre på att lagra värme per grad och kilo men det tar ju också större plats och går bara att värma till knappt 100 grader.
Är du föresten säker på att plattorna i lunchmatsalen är av homogen aluminium. På restauranger använer man ofta liknande plattor som du beskriver i varmhållningssyfte, men de är då fyllda med något material som genomgår en fasförändring när det svalnar och då avger mycket värme vid en konstant temperatur. Detta sätt att lagra värme är mer effektivt än att bara använda ett materials värmekapacitet.
Det finns en rapport från LTH som handlar om detta sätt att lagra värme, jag tror du kan hitta den om du söker på värmelagring samt fasförändring.
Det där kan ju vara intressant men som sagt, sten i allmänhet är ett bra val.
MVH
PjS (inte heller fysiker)
Är du föresten säker på att plattorna i lunchmatsalen är av homogen aluminium. På restauranger använer man ofta liknande plattor som du beskriver i varmhållningssyfte, men de är då fyllda med något material som genomgår en fasförändring när det svalnar och då avger mycket värme vid en konstant temperatur. Detta sätt att lagra värme är mer effektivt än att bara använda ett materials värmekapacitet.
Det finns en rapport från LTH som handlar om detta sätt att lagra värme, jag tror du kan hitta den om du söker på värmelagring samt fasförändring.
Det där kan ju vara intressant men som sagt, sten i allmänhet är ett bra val.
MVH
PjS (inte heller fysiker)
Jag håller med PjS. Att aluminium används (troligtvis som skal) beror nog på aluminiumets utmärkta egenskaper att leda kyla/värme. Aluminium används där man vill kunna kyla så effektivt som möjligt. Aluminium är en otäck metall vintertid eftersom den suger värmen ur dina händer på nolltid (som flygtekniker har jag dåliga erfarenheter av det, flygplan består till 98% av aluminium). Jag skulle inte använda aluminium som värmemagasin, det är nog dess sämsta egenskap eftersom dess sammansättning är utmärkt för att ta till sig energi för att sedan avge den lika snabbt. Att smällta aluminium är väldigt energikrävande pga att den ger ifrån sig värme väldigt fort. Jag skulle satsa på en metall med väldigt hög densitet, typ bly, guld, etc. Vatten är inte heller någon höjdare om man inte isolerar väldigt bra, vatten används som bekant i bilars aluminiummotorer för att avleda värme så effektivt som möjligt. Hoppa i sjön i januari, jag garanterar att vattnet har dränerat all din värmeenergi på några minuter.
Alltså Uran är det optimala ;D Skämt åsido. Täljstensplattor låter det som ni ska ha. Kolla med någon kaminfirma (Tulikivi eller Nunna Unni tex). de har olika tjocka plattor som läggs som eldstadsbegränsing på golvet osv
Finns det inga gamla kemi eller fysiklärare här?
Vad jag minns från fysiklektionerna var att de stora energimängderna avges (eller absorberas) när ett ämne går från ett (aggregations-) tillstånd till ett annat! (kallas visst fasförändring också)
Alltså när ett ämne går från flytande till fast, eller från gas till flytande. (Eller åt andra hållet)
Jämför när is går från fast till flytande, temperaturen går ju från strax under noll grader till strax över noll grader, men energimängden som absorberas är betydligt mer än när vattnet går tex från strax över noll till rumstemperatur.
Här är ett litet experiment man kan testa där man gör en sk "värmepåse".
http://www.kunskapsbanken.su.se/VisaFraga.asp?Index=8984
Det material du söker bör alltså var konstruerat motsvarande som denna värmepåse, där smältpunkten avpassas till den temperatur du önskar, alltså ca 60 grader
Vad jag minns från fysiklektionerna var att de stora energimängderna avges (eller absorberas) när ett ämne går från ett (aggregations-) tillstånd till ett annat! (kallas visst fasförändring också)
Alltså när ett ämne går från flytande till fast, eller från gas till flytande. (Eller åt andra hållet)
Jämför när is går från fast till flytande, temperaturen går ju från strax under noll grader till strax över noll grader, men energimängden som absorberas är betydligt mer än när vattnet går tex från strax över noll till rumstemperatur.
Här är ett litet experiment man kan testa där man gör en sk "värmepåse".
http://www.kunskapsbanken.su.se/VisaFraga.asp?Index=8984
Det material du söker bör alltså var konstruerat motsvarande som denna värmepåse, där smältpunkten avpassas till den temperatur du önskar, alltså ca 60 grader
Här är ett intressant examensarbete: Termisk energilagring genom fasändringsprocesser, som beskriver en del praktiska tillämpningar!
http://epubl.ltu.se/1402-1617/2006/...f#search="värmelagring AGGREGATIONstillstånd"
http://epubl.ltu.se/1402-1617/2006/...f#search="värmelagring AGGREGATIONstillstånd"