¿Por qué no el agua corriendo más rápido, más caliente?

Question

Yo estaba corriendo el agua de fregar esta mañana, y comenzó a pensar acerca de por qué el grifo de agua fría no está caliente, y por qué el agua no se caliente más el más rápido fluye, (en todo caso, el grifo de agua fría hace más frío, el más rápido de los flujos).

A mi entender

$K.E = \frac{mv^2}{2}$

y la temperatura es directamente proporcional a la energía cinética.

Sé que el $v$ en la ecuación de arriba es realmente la velocidad media de las partículas y por lo tanto algunos se están moviendo hacia atrás y algunos moviéndose hacia adelante, es la velocidad a la que se utiliza. Pero sin duda el que las partículas de agua en el grifo todos están moviendo más rápido, por lo tanto, todos ellos deben ser más caliente. Tal vez las partículas en la corriente se mueve a una mucho más alto promedio de la velocidad que el agua está fluyendo, por lo que el aumento de la temperatura es despreciable... Estoy en lo correcto, pensando en esto? o de lo contrario, ¿por qué no el grifo de agua fría se caliente más de encenderlo?

Answer 1

El agua se pone más frío, mayor tiempo de ejecución (en el reino unido al menos) debido a que el agua de la red de tuberías enterradas en el suelo son más fríos que los de su casa, tan lamentablemente esto no es evidencia de cualquier fundamentales de la física del efecto.

En principio, cualquier líquido que fluye en un tubo se calienta porque la energía es disipada en el flujo viscoso. Usted podría, en principio, calcular la energía disipada mediante la caída de presión por la longitud de la tubería, el cual es descrito por la ecuación de Darcy-Weisbach, pero esto sería un poco involucrados cálculo real tuberías, grifos y en cualquier caso no es relevante a la esencia de su pregunta.

Cuando relaciona la velocidad a la temperatura que usted está presumiblemente el pensamiento de la de Maxwell-Boltzmann de la distribución de la temperatura de la dependencia del perfil de velocidad en los gases. El problema es que esta distribución se calcula teniendo en cuenta la redistribución de la energía entre las moléculas de gas debido a las colisiones entre ellos. Si usted sólo tiene que añadir una constante de velocidad de cada molécula de gas que no están haciendo una diferencia en la forma en que las moléculas de gas chocan unos con otros, porque es su relativa velocidad que importa.

Aunque el agua es un líquido no es un gas, el mismo argumento se aplica. Es la velocidad de la molécula de agua en relación a cada una de las otras que determine la temperatura. Tan sólo la adición de una constante de velocidad de cada molécula de agua no hace ninguna diferencia.

Answer 2

Para simplificar en gran medida la respuesta de Juan: la temperatura adquirida por la fricción y la velocidad es insignificante en comparación con la temperatura actual del líquido.

Espero fricción de calefacción podría poner en presiones más altas, pero una vez que el agua se había suficiente energía cinética para calentar notablemente en el impacto con sus manos, también tendría la energía suficiente para la franja de la carne de sus huesos, cortar a través de dicho huesos, y perforar un agujero a través de la pileta. Chorro de agua de cortadores va a ir fácilmente a través de pulgadas de acero y un pie de piedra - que no está demasiado preocupado acerca de calefacción.