Physik Forum

[gatolina]

man stelle sich folgenden sachverhalt vor:
2 vom raumvolumen und der isolation her identische räume

im 1.raum steht eine fräsmaschine welche bei konstanter leistungsaufnahme
von 3kw kontinuierlich holz zerspant

und im 2.raum eine elektrische heizung mit ebenfalls einer
leistungsaufnahme von 3kw

hat sich die raumtemperatur (nach gleicher einschaltdauer natürlich) in beiden räumen ebenfalls gleich erhöht oder wird energie in andere formen umgewandelt?

[Fritz]

Hallo

Eine interessante Frage. Ich würde sagen, dass in beiden Räumen nicht die gleiche Wärme freigesetzt wird.

Beim Zerspanen von Holz entsteht zwar viel Reibung, es wird aber auch ein Teil der Energie dazu verbraucht, um die chemischen Bindungen der Holzmoleküle (die Chemiker mögen mir diesen Ausdruck verzeihen) zu trennen.

Diese Bindungskräfte sind im wesentlichen elektrischer Natur. Eine Fräsmaschine ist also in gewisser Hinsicht nur eine Maschine, die positive von negativen Ladungen trennt. Für diese Ladungstrennungen ist eine gewisse Energie erforderlich.

Genau aus dieser Bindungsenergie bezieht das fertige Brett auch seine Festigkeit, gäbe es keine Bindungsenergie würden die Holzmoleküle einfach auseinander fallen und übrig bliebe vielleicht ein Häufchen sehr feiner Staub.

Die Frage, die sich natürlich weiter stellt ist: Was passiert nun mit dieser in den Spänen gespeicherten Energie? Ist sie für immer verloren?

Meine Antwort darauf ist: Wenn ein Stück irgendwann wieder mal verwittert oder verbrennt muss ja auch erst die Bindungsenergie aufgebracht werden um das Holz in seine Bestandteile zu zerlegen, die sich erst dann mit Sauerstoff verbinden können. Bei den Spänen ist ein Teil dieser Energie quasi bereits aufgebracht worden, da das Holz ja schon "vor zerlegt" wurde.

Späne müssten also theoretisch beim Verbrennen mehr Energie abgeben als massives Holz gleicher Masse und ansonsten gleichen Eigenschaften, und zwar um genau den Betrag mehr, der beim Fräsen nicht in Wärme umgewandelt wurde.

Allerdings lässt sich schwer schätzen wie viel diese Energie wirklich ausmacht, es könnte auch sein, dass sie im Verhältnis zur Reibung kaum ins Gewicht fällt.

mfg Fritz

[gatolina]

hmmm.... das sind interessante überlegungen,
aber es gibt doch keine unterschiede des heizwertes von holz
in abhängigkeit von dessen form.(stamm oder späne)
vielleicht sollte man das ganze mal auf metall übertragen.

braucht man weniger energie um die gleiche menge stahlspäne zu
schmelzen als ein voller block?

oder wie ist die sachlage beim prägen einer münze?
wird da die ganze energie des umformens am ende in erwärmung
der münze umgewandelt?(ausgesandter schall vernachlässigt)

freu mich auf antworten!!!!!

[isi1]

Nimm halt ein gröberes Modell:

Sagen wir, eine Maschine zieht Uhren auf. Die in der Feder gespeicherte Energie wird erst während des Ablaufs der Uhr wieder frei. Hält man die Uhr an, bleibt sie gespeichert und wird nicht in Wärme umgewandelt.

Fritz' Argumente leuchten mir ein: