Jaki materiał ma największą pojemność cieplną?

W skrócie może napiszę do czego mi to. Generalnie chodzi o ogrodnictwo i okrywanie roślin przed dużymi mrozami. Polega to na dokładnym przykryciu za pomocą styropianowego pudełka w kształcie prostopadłościanu po to, aby wnętrze po pierwsze było chronione przed zimnym, mroźnym wiatrem. Dodatkowo, wnętrze ma wychładzać się wolniej, czyli gdy nadchodzi np fala mrozów, gdy przez tydzień jest -15 nocą, a -5 w dzień, temperatura wewnątrz osiągnie poniżej -5 np dopiero po kilku dniach, a zrówna się z tą na zewnątrz dopiero po tygodniu, gdy fala mrozów już się skończy. Gdy nadchodzi odwilż, trzeba usunąć osłonę.

Założenie jest takie, że mróz w okolicach -5, a nawet przez krótki czas dochodzący do -10 nie jest groźny pod warunkiem osłonięcia przed zimnym wiatrem. Chociaż najlepiej, gdyby było blisko 0 lub lekko na plusie. Mam elektryczne urządzenie grzewcze + termostat, gdzie mogę np ustawić utrzymanie temperatury +1 i to się sprawdza.

Tyle, że to kłopotliwe. Wymyśliłem taki sposób, żeby zastosować dogrzewanie pasywne, czyli wewnątrz można by umieścić cię ciepłego, jak butelka z wodą. Szczelne pomieszczenie powinno utrzymać temperaturę znacznie dłużej i wychładzanie będzie jeszcze wolniejsze.

Można by umieścić wewnątrz np butelkę z ciepłą wodą. Ale pytanie, czy nie ma łatwo dostępnej cieczy/substancji o lepszej pojemności cieplnej niż woda? Tzn materiał ogrzany np do temperatury +15 stopni, który dłużej mógłby oddawać ciepło? Albo inna ciecz (olej?), a może beton, kamień dłużej by trzymał ciepło?

Szukałem informacji, jaki materiał ma największą pojemność cieplną, ale wychodzi że nic lepszego od wody chyba się nie znajdzie. Chociaż nie wiem do końca, bo w sumie nic konkretnego nie znalazłem, co może jednoznacznie to przesądzać. Może ktoś z was wie coś na ten temat? Pytanie bardziej z zakresu fizyki.

Pierwsze skojarzenie to materiały o dużej lepkości (gęste). Lepkość --> tarcie wewnętrzne. Czyli jakieś "żele".
W ogrzewaczach do rąk stosowane są jakieś żele.

Hmm no ale co konkretnie? Te ogrzewacze do rąk to jest trochę co innego, chyba mówisz o czymś takim, co grzeje się gdy to ugniatasz. Czy ogrzane utrzymuje temperaturę dłużej niż ciepła woda, tego nie wiem.

Z tego co mnie uczyli w szkole średniej, to właśnie woda jest substancją o największej pojemności cieplnej w ujęciu kg*J/K

https://pl.wikipedia.org/wiki/Pojemno%C5%9B%C4%87_cieplna#Tabela_pojemno%C5%9Bci_cieplnych patrząc tutaj to woda wygrywa pod względem ciepła na objętość, a na masę jest w czołówce, gdzie lepsze materiały nie są zbyt wygodne (ciekły lit, amoniak, hel, wodór). No i jest chyba najtańsza.
A ile masz tam miejsca pod tym styropianem?

Najlepsza chyba będzie woda ze względu na ciepło krzepnięcia/topnienia i odpowiedną temperaturę tego procesu.

Tak. Do stopienia 1kg lodu potrzeba mniej więcej tyle ciepła co do ogrzania 1kg wody o 80 st.
Tworząc swoją konstrukcję pamiętaj o możliwości wystąpienia zjawiska przechłodzenia wody.

piotrpo napisał(a):

Z tego co mnie uczyli w szkole średniej, to właśnie woda jest substancją o największej pojemności cieplnej w ujęciu kg*J/K

na kilogram, w 100% tak. Ale na objętość, to ciężkie skały mogą dorównywać

@gajusz800:

O jakich wielkosciach / wymiarach mowa? Bo można polecić 1000 T górotworu, wspaniale stabilizuje temperaturę *)

... o lepszej pojemności cieplnej niż woda? Tzn materiał ogrzany np do temperatury +15 stopni, który dłużej mógłby oddawać ciepło? Albo inna ciecz (olej?), a może beton, kamień dłużej by trzymał ciepło?>

Nie mówisz tego wyraźnie, ale pewnie nie stać cię też na wysokie temperatury, np żeliwny bloczek 800 C ?

jawlo napisał(a):

Czyli jakieś "żele".
W ogrzewaczach do rąk stosowane są jakieś żele.

Nie tyle w (bezpośrednio) właściwościach lepkosciowych, ale w naturze chemicznej.

Za szczeniaka, zainteresowany chemią-fizyką, czytałem ale nie wykonałem, były proponowane samoróbne ogrzewacze chyba oparte na tiosiarczanie sodu (składnik utrwalacza fotograficznego)
W pewnym zakresie temperatur zmienia strukturę krystaliczną, i wchłania / oddaje duże ilości ciepła
Kilka takich materiałow pewnie by znalazł, ale a) działąnie jest ograniczone b) skok (chodek charakterystyki) występuej na innych temperatura niż kolega chce stabilizować, ok 0.
Koło 0 chemia się robi mało ciekawa, mało wiem, ale oprócz przemiany lodu nie ma tam czegoś ciekawego. Chemia organiczna pokazuje całą frajdę w wyższych

*) sądzę, ze nie mówisz o wielu, wielu tonach. Ale mówisz o dobrej izolacji czegoś (rozumiem małego???). Ogrzewanie. Stałe podtrzymujące (a nie "grzejace") ogrzewanie to nie musi być jakas wielka moc, cholera wie czy jakis solar w zimie to napędzi, ale kto wie...

https://en.wikipedia.org/wiki/Table_of_specific_heat_capacities
Też mnie ta zwykła woda zaskoczyła :) Myślałem, że to jakiś olej będzie.
Acz idąc dalej tym konceptem to kamienie podgrzewane do wysokich temperatur i oddające ciepło wyglądają też na dobry pomysł.
Ze szczelnym pomieszczeniem to też nie do końca, bo powietrze nagrzewane będzie cyrkulowało cały czas i oddawało to ciepło.

@ZrobieDobrze: Na razie gabaryty rzędu 20 cm. Oczywiście, że wystarczy mała moc ogrzewania, tyle że ciągnięcie kabli jest kłopotliwe, ale koszt energii praktycznie żaden.

No więc tak jak myślałem, woda sprawdzi się najlepiej z ogólnodostępnych materiałów. Tak się jeszcze zastanawiam nad większym pudełkiem, trzeba będzie zagrzać większą objętość, ale może będzie się wychładzać wolniej, a na większe mrozy jeszcze wszytko dokładnie obłożę grubą warstwą siana, co da dodatkową izolację.

Mając wystarczająco wydajne elektryczne źródło ciepła i termostat łatwo utrzymać temperaturę powyżej zera wewnątrz. Co innego liczyć na to, że nie wychłodzi się zbyt szybko, ale nie wszędzie niestety jest jak ciągnąć kabel.

Ja bym szukał informacji na forum ogrodniczym gdzie ludzie zajmują się przetrwaniem roślin przez zimę.
Systemy z butelkami też widziałem ale nie jestem pewien czy to nie będzie bardzo zajmujące , nie dasz rady tak zaizolować że butelka starczy na kilka dni. Kable nie są drogie, można dla bezpieczeństwa zejść na 24V, zimą i tak nie kosisz trawnika może leżeć pod śniegiem przewod

No tak, to było bardziej pytanie z zakresu fizyki niż ogrodnictwa. Czyli co oprócz wody można by zastosować tak, aby trzymało ciepło. Ciężko mi przewidzieć, jak szybko będzie się to wychładzać, zwłaszcza że ziemia też jest zimna.

słomiane maty?

gajusz800 napisał(a):

@ZrobieDobrze: Na razie gabaryty rzędu 20 cm.

Zwróć uwagę, że najbardziej markowy termos 1 l zalany wrzątkiem (a tego nie możesz, bo ugotujesz te rosliny) po 24h nie zawiera żadnej dającej się stwierdzić nadwyżki temperatury, a nie będziesz miał nawet podobnej izolacji
Z ta "doskonałością siana" to jest tylko względna "doskonałość", zależy do czego porównywać.

Tylko stałe podgrzewanie małą mocą da stabilność temperatur - obawiam się ze żadne rośliny nie wytrzymają rytmu 60 st / 5

No i to jest problem. Nie liczyłem na efekt taki, jak przy grzaniu elektrycznym. Raczej na spowolnienie wychładzania. Przy założeniu, że można wychłodzić do max -8-10 pod warunkiem, że nie na długo, taki patent może będzie lepszy niż sama osłona bez grzania. Ale tak czy inaczej, wyjściowa temperatura nie powinna przekroczyć nawet na początku +10-15, chyba że na krótko, bo roślina będzie "myśleć", że to już wiosna, a wtedy nawet najmniejszy mróz ją zabije - wznowi wegetację.

No ok, myślę że zrobię testy na pustym pudełku i zobaczę historię temperatury, a rośliny będę na razie dogrzewać z kabla

Ziemia przemarza na stosunkowo niewielką głębokość. Poniżej 2m chyba zawsze jest dodatnia temperatura. Pokombinuj czy tego nie można wykorzystać.