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wasser kälter als raumtemperatur

Dieses Thema im Forum "Technik und Einrichtung" wurde erstellt von kamel78, 14. Januar 2015.

  1. kamel78

    kamel78

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    hallo allerseits

    als ich mit meinem infrarotmesser so durch die wohnung ging und dies und das nachmass, stellte ich fest, dass eines der unbeheizten becken kälter als die raumtemperatur ist (die anderen haben warme lichtquellen und abdeckung und sind drum wärmer als luft)

    habe vorgestern ein kleines becken neu gemacht.
    folgende temperaturwerte:
    wand direkt hinter dem becken: 20,8 C
    boden unter dem Becken: 20,4 C
    Wasser: 19,4 grad
    beleuchtet mit einer briloner küchenleuchte, 40 cm über waserspiegel

    kann mir jemand erklären warum das wasser kälter ist, als de umgebung. eigentlich sollte das wasser doch die lufttemperatur (sofern die mehr oder wniger konstant ist) annehmen.

    also, das ganze ist natürlich nicht gravierende. ich bin einfach nur neugierig :-D

    grüsse,
    samuel

    edith meint: auch die pumpe sollte doch zur wärmeentwicklung beitragen?
     
  2. eule

    eule Guest

    hoi Samuel
    die bewegung der wasseroberfläche kühlt das wasser ab. in den subtropen sind deshalb wasserläufe merklich kühler als die lufttemperatur
     
  3. Ancon

    Ancon

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    Hi Samuel

    An der Oberfläche des Wassers verdunstet ja auch Wasser, das verdunsten braucht Enerigie und die wird dem wasser entzogen, 1°C tiefer im Becken kann gut sein.
    Um Aquarien zu kühlen werden auch PC-Lüfter auf die oberfläche gerichtet, um den verdunstungseffekt zu steigern. So kann man sogar ein paar Grad runterkühlen.

    Grüsse Mäge
     
  4. kamel78

    kamel78

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    hallo eule

    diese erklärung macht sinn - denn gerade in diesem becken, hab ich ausserordentlich strömung. mist, nun muss also doch ein heizer rein :)

    grüsse,
    samuel
     
  5. kamel78

    kamel78

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    sali mägge!

    hat das wirklich einfluss auf die temperatur. da das becken ja nicht geheiz wird, verdunstet sehr sehr wenig wasser. in den zwei tagen jedenfalls so wenig, dass es nicht ersichtlich ist. meinst du dass kann ein ganzes grad celsius ausmachen. eindrücklich!

    gruss,
    samuel

     
  6. Karsten S.

    Karsten S.

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    Hi,

    der entscheidende (und alleinige) Effekt ist die Verdunstung.
    Wasserbewegung hat in guter Näherung keinen Effekt (höchstens indirekt, wenn diese auch eine Luftbewegung verstärkt und damit auch wieder die Verdunstung).

    Wasserbewegung würde direkt erst dann eine Rolle spielen, wenn durch die Verdunstung eine Temperaturschichtung im Gewässer entsteht, das wird im Aquarium wohl nicht der Fall sein.

    Wenn das Aquarium noch nicht abgedeckt ist, kannst Du die Verdunstung mit einer Abdeckung reduzieren.

    Wie Eule schon schreibt sind in der Tropen/Subtropen die beschatteten Regenwaldflüsse oft deutlich kälter als die durchschnittliche Lufttemperatur, das macht dort mehrere °C aus.
    Je trockener die Luft ist, um so stärker ist der Effekt.

    Gruß,
    Karsten
     
  7. Etroplus

    Etroplus

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    Sali Sämu,

    es hängt mit der Wärmekapazität des Wassers zusammen. In anderen Worten, man braucht mehr Energie um z.B. 1 Kubikmeter Wasser um 1 °C zu erhöhen als ein Kubikmeter Luft.
    Weil es mehr Energie braucht um die Wassertemp. als die Lufttemp. zu erhöhen und Mehr Energie abgegeben wird wenn Wasser sich abkühlt als Luft, dauert es auch länger wenn Wasser sich abkühlt oder erwärmt als die Luft.
    Wenn Du die Temperatur morgens messen würdest, kann es sein dass die Temp. im Wasser höher ist als die Luft, weil es sich langsammer abkühlt als Luft, aus oben genannten Gründen.
    Und nachmittags ist die Luft wärmer als das Wasser, weil sich die Luft schneller und das Wasser sich träger erwärmt, weil die Luft weniger Energier braucht als das Wasser.
    Das ist auch der Grund dass Heizkörper mit Wasser gefüllt sind z.B. In den mit heissen Wasser gefüllten kleinen Körper ist so viel Energie drin dass es das ganze Zimmer erwärmt.
    Wasser speichert Mehr Energie als die Luft und dadurch ist es träger als Luft, weil es mehr energie braucht und es schwankt der Zimmmertemp. (der Luft) etwas gepuffert hinterher.
    Ich hoffe es ist nachvollziehbar..
    LG
    Ram
     
  8. kamel78

    kamel78

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    sali zämme

    das ist mir ja grundsätzlich klar mit der verdunstung. merk ich ja bei den beheizten becken durchs kessel schleppen ;-)

    allerdings ist ja bei mir im wohnzimmer auch nicht wie in den tropen 20-22 grad nachts und 30-32 grad tagsüber. bei mir ist ja immer gleich warm (ausser nach dem lüften) und nachts kühlt es kaum ab. ich finde ein ganzes grad tiefer doch ziemlich erstaunlich!

    ja, ram, was du schreibst ist völlig nachvollziehbar, wenn ich es auf draussen ummünze :) aber ist das auch auf den mikrokosmos wohnzimmer anzuwenden?

    also schlussendlich: durch die verdunstung kühlt das wasser ab, weil ihm dadurch energie (wärme) entzogen wird. hätte ich keinerlei verdunstung, wäre das wasser gleich warm wie die raumtemperatur? richtig so?
    habs zwar verstanden - aber wirklich sinn macht das für mich nicht:-D

    und die wasserbewegung hat gar keinen einfluss? ich dachte immer ein fluss kühlt weniger schnell aus, als ein stehendes gewässer?

    danke euch!

    gruss,
    samuel
     
  9. eule

    eule Guest

    hoi samuel
    es ist auch komplizierter. die verdunstungskälte ist nur ein faktor.
    nehmen wir an, du heizst das zimmer konstant auf 23°. irgenwann wird glas und wasser die gleiche temperatur aufweisen. bewegst du das wasser, nimmt die wassertemperatur durch verdunstungskälte ab. wegen der kleinen oberfläche infundiert wenig warme luft ins wasser. die glastemperatur reagiert wegen der höheren dichte verzögert.
    bleibt die temperatur im zimmer nicht konstant, fährt das system jojo, auch ohne wasserbewegung. bewegst du das wasser zusätzlich, bewirkt verdunstungskälte noch grössere differenzen, zusätzlich infundiert luft, die wärmer ist. die differenzen sind auch abhängig vom volumen der jeweiligen akteure. grosses zimmer und kleines wasservolumen ergeben im statischen system keine grossen differenzen, aber bei statischer luft/kleinem bewegtem wasservolumen schon eher.
    in den tropen/subtropen heizt die sonne tagsüber luft (und boden) schneller, als wasser (dichteverhältnis ca 1.3:unter 1 bei 25°). deshalb ist bewegtes wasser auch ohne schatten kälter (kommt dazu, dass immer kühleres wasser von oben nachfliesst). im statischen system eines sees gibt nachts das wasser wärme ab, sofern die luttemperatur sinkt, heizt sich aber tagsüber wegen fehlender verdunstungskälte schneller auf als bewegtes. luft bewegt sich da ebenfalls - konvektionsbewegung - warme nach oben, was die wasseroberfläche kühlt. womit sich auch hier das wasser bewegt. etwas zumindest.
     
  10. kamel78

    kamel78

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    danke eule

    jetzt schauen wir das doch etwas genauer an :-D

    Wohnzimmer ca 22 M2
    Beckeninhalt 45 Liter
    Temperaturen aktuell
    mittlere zimmertemperatur um 21.4
    wand hinter becken 21.1 grad
    boden unter becken 21.0 grad
    wasseroberfläche/bodengrund 20.3 grad

    das 25 liter becken nebenan mit 11 watt tetra leuchte kommt auf 22.1

    anderes zimmmer ca 12 M2
    Beckeninhalt 25 Liter (5 watt led leuchte)
    Temperatur aktuell
    mittlere zimmertemperatur 22.2 grad
    wand hinter becken 22.8 grad
    boden unter becken 21.8 grad
    wasseroberfläche/bodengrund 22.2 grad

    jetzt frage ich mich, warum das becken im anderen raum so warm ist? oder ist mein messgerät komplett daneben. hab auch noch eine pn bekommen, dass ich eine anleitung zum richrigen messen bekommen werde :)

    hängt es schlussendlich an kleinigkeiten (wasserbewegung, evtl kurze snneneinstrahlung, pumpenwärme etc) wieviel wasser verdunstet und somit wieviel wärme/energie entzogen wird. gäbe es dazu zumindest theoretisch eine berechnungformel?

    grüsse,
    samuel
     
  11. eule

    eule Guest

    ja. generell gilt: je kleiner die einzelnen körper sind, umso schneller geht der austausch vonstatten.
    gute frage, Samuel. vielleicht weiss das ein physiker. keine einfache sache. jeder körper - luft, glas, wasser - unterliegt einer eigenen dynamik. solange die parameter jedes festkörpers bzw. fluids nicht bekannt sind, sehe ich da schwarz.
    als einführung
    http://de.wikipedia.org/wiki/Abkühlung
    http://de.wikipedia.org/wiki/Konvektion_(Wärmeübertragung)
    wenn du das
    http://e-collection.library.ethz.ch/eserv/eth:2576/eth-2576-04.pdf
    noch schaffst, geht es weiter mit
    http://www.schulphysik.de/physik/cooling/newcoo1.htm
    immer noch einfach, nicht?
    dasselbe grundwissen wäre für luft, glas und wasser nötig. dazu kommen: strömungsgeschwindigkeit der pumpe, wärmeabstrahlung des pumpenmotors, strömungswiderstand der einrichtungsgegenstände, grad der verwirbelung an der wasseroberfläche, gasaustausch am und im wasser, wärmeabstrahlung der organischen komponenten (fische, pflanzen, bakterien ...) usw
     
  12. kamel78

    kamel78

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    hi eule

    tja, manchmal sollte man einfach nicht zuviel nachfragen:-D
    ich finde so sachen extrem spannend, aber sobald sich die komplexität in seiner vollen grösse entfaltet, dann wirds meistens sehr anstrengend.
    ich werde die links die tage durchlesen, momentan bin ich gerade etwas erschlagen davon :)

    jedenfalls vielen dank an dich und die anderen die sich hier geäussert haben.

    gruss,
    samuel
     
  13. Karsten S.

    Karsten S.

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    Hi,

    nein, es ist bei weitem nicht so kompliziert, wenn man sich auf die relevanten Effekte konzentriert. Die Verdunstungskälte ist der entscheidende Faktor.
    Auch wenn vieles was Du schreibst (wie Wärmestrahlung) theoretisch von Bedeutung ist und vieles auch so ähnlich funktioniert, ist dies m.E. hier eher verwirrend als hilfreich.

    Nun ja, so kann man das nun wirklich nicht sagen...
    Die Verdunstung findet auch ohne Wasserbewegung statt. Sie hängt von der Luftfeuchtigkeit (genauer Partialdruck) und dieser Temperaturverhältnissen an der Grenzfläche ab und das hat nichts mit Diffusion von Luft ins Wasser zu tun.
    Die "Reaktionsgeschwindigkeit" (wenn damit die Temperaturänderung gemeint ist) wird durch die Wärmeleitfähigkeit und der Wärmekapazität der Stoffe beeinflusst und damit nur indirekt von der Dichte.

    Leider überwiegend falsch erklärt...
    Fehlende Verdunstungskälte ist flapsig gesagt (außer im Sonderfall 100% Luftfeuchtigkeit) unphysikalisch. In einem See kann wegen fehlender Wasserdurchmischung sich oberflächlich recht schnell eine andere Temperatur einstellen, die dann Verdunstung erhöht (bei Aufheizung) oder reduziert (bei Abkühlung z.B. durch Verdunstung).
    So ein statisches System (wie in einem See) wird man in einem Aquarium nicht haben (wollen).
    Einen ähnlichen Effekt kann auch fehlende Durchmischung der Luft an der Grenzfläche haben (relevant mehr als 100% Luftfeuchtigkeit geht praktisch nicht).

    Wenn man Verdunstung und die damit einhergehende Abkühlung unterdrücken möchte, könnte man versuchen die Wasserbewegung zu unterbinden (im Aquarium kaum praktikabel) oder eben die Luftbewegung. Wenn Du ein möglichst geringes, gut abgeschlossenes Luftvolumen über der Wasseroberfläche hast, wird sich da ein Gleichgewicht (100% Luftfeuchtigkeit) einstellen und etwa gleichviel Wasser verdunsten wie kondensieren und damit heben sich die beiden Effekte nahezu auf.

    Der kleine Unterschied der Wassertemperatur in den drei Becken von Samuel wird mit der unterschiedlichen Aufheizung durch die Beleuchtung (Watt pro Liter) zu erklären sein, die die Verdunstungskälte (über)kompensiert.

    Gruß,
    Karsten
     
  14. eule

    eule Guest

    und nu, Karsten?
    @ Samuel: zurück zu den fragen und den einfachen antworten
    sollte es das? wand und boden tun das ja auch nicht. annähernd vielleicht.
    annähernd, bei stehemdem wasser s.o.
    hat sie, aber welchen? da wird es schon theoretischer, also lassen wir das
    weil weniger wasser verdunstet? eventuell reicht dir vermutung von Karsten: könnte mit "der unterschiedlichen Aufheizung durch die Beleuchtung (Watt pro Liter) zu erklären sein, die die Verdunstungskälte (über)kompensiert".
    keine kleinigkeiten, sondern faktoren. welche rolle sie real spielen wäre zu klären. theoretisch und in formeln, wie du es gefragt hast.
     
  15. Karsten S.

    Karsten S.

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    Hi,

    wenn zusätzlich zu meinen qualitativen Erklärung immer noch Quantitatives:

    von Interesse sein sollte...

    Es gibt natürlich für die zu Grunde liegenden Effekte (Stichworte: Wärmeleitung, Konvektion, Verdunstungswärme/Verdampfungsenthalpie) auch ganz praktisch Berechnungsformeln, nur sind dies Differentialgleichungen, mit denen man als Mensch in aller Regel wenig anfangen kann.
    Für Speziallfälle kann man zumindest bei der Wärmeleitung daraus auch eine einfache diskrete Gleichung (vereinfacht: die Wärmeleitung ist proportional zu einer Materialkonstante und der Temperaturdifferenz) ableiten, die beim qualitativen Verständnis hilft, aber im allgemeinen Fall und insbesondere bei der Konvektion (die hier ganz entscheidend ist) kann dies nur von Simulationsprogrammen näherungsweise berechnet werden. Zudem bräuchte man eine Unmenge an Parametern. Der Aufwand wäre wohl stark übertrieben.

    Belass es besser beim qualitativen Verständnis ;-).

    Gruß,
    Karsten
     
  16. kamel78

    kamel78

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    ich danke euch beiden!

    jendenfalls eine spannende geschichte - mich fasziniert so zeugs:-D

    allerdings ist es wirklich komplex und ich bin mit den bisherigen erläuterungen mehr als bedient. also, karsten, wir lassens beim qualitativen:-D

    wüsnche ein schönes wochenende!

    gruss,
    samuel
     

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