Welche Leistung braucht man pro 1K Temperaturänderung von Wasser? Wie berechnet man dies? Bzw. wieviel Watt brauche ich um Wasser von 10°C auf 50°C zu erhitzen?
Das habe ich vermutet das solche Frage kommen wird. Ich weiss es nicht wollte nur paar zahlen hören für eine grobe Orientierung. Sagen wir in einem Rohr welches 20cm lang ist und einen Durchmesser von 5mm. In einer Zeit die das Wasser für diesen Weg braucht bei g=9,81m/s^2.
Kandi schrieb: > Welche Leistung braucht man pro 1K Temperaturänderung von Wasser? > Wie > berechnet man dies? > > Bzw. wieviel Watt brauche ich um Wasser von 10°C auf 50°C zu erhitzen? Die Frage ist an sich unzureichend. Da die Leistung per definitionem eine Zeit-korellierte Größe ist, muss der zeitrahmen angegeben werden. Andernfalls kann jede beliebige dem System zugeführte Leistung dieses erwärmen, wenn man nur lange genug wartet und das System hinreichend isoliert ist. Stoffe besitzen eine spezifische Wärmekapazität: c = dQ / (m * dT) mit dQ als der zugeführten Wärmeenergie, m als der Masse und dT als der Temperaturänderung. Die Einheit ist J/(kg*K). Damit ist die Temperaturänderung eindeutig mit der zugeführten Wärmeenergie verknüpft. Die Frage ist also nicht, wieviel Leistung muss man reinstecken, sondern wieviel Leistung muss ich wie lange reinstecken, da das Integral der Leistung über die Zeit die Energie darstellt. Weiterhin ist zu bedenken, dass sich innerhalb der gewünschten Temperaturdifferenz kein Phasenübergang des Systems befinden sollte, da hier die Wärmekapazität gegen unendlich strebt.
Du brauchst in etwa 1,16 Kilowattstunden, um einen Kubikmeter Wasser um ein Kelvin zu erwärmen. Der Rest geht mit dem Dreisatz.
Du brauchst 1kcal, um 1l Wasser um 1K zu erwärmen - ohne Wärmeverluste. Das sind rund 4,2 kJ oder 4,2 kWs. Du brauchst also Energie, Leistung brauchst du erst, wenn das in einer vorgegebenen Zeit stattfinden soll. Jetzt nur noch ein paar Dreisätze anwendpen ...
Joule schrieb: > Du brauchst in etwa 1,16 Kilowattstunden, um einen Kubikmeter Wasser um > ein Kelvin zu erwärmen. Der Rest geht mit dem Dreisatz. Junge. Watt sind eine Leistung. Das ist Energie pro Zeit. Dass der Fragesteller das nicht weiß, ok, aber wenn man antwortet sollte man zumindest diese Grundlage verstanden haben ... Die Frage macht keinen Sinn. Du musst fragen, wieviel Joule du brauchst um das Wasser zu erhitzen. Joule sind Watt mal Sekunden.
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Kandi schrieb: > Sagen wir in einem Rohr welches 20cm lang ist und einen Durchmesser von > 5mm. In einer Zeit die das Wasser für diesen Weg braucht bei > g=9,81m/s^2. Und welcher Druck presst? Da reicht nicht mal schnell die Masse auszurechnen, delta teta anzusetzen und joule in Watt umzurechnen. Also - neue Frage, welcher Druck? Das vernachlässigen einige hier, den im Rohr stehendes kaltes Wasser erwärmt sich schneller als Durchfliessendes, es kommt immer wieder kaltes Wasser nach ( hoffe es klingelt im Hirn ) :) Den Eigendruck der aufgebaut wird im Rohr durch Erhitzen, solltes du auch bedenken.
Sven B. schrieb: > Joule schrieb: >> Du brauchst in etwa 1,16 Kilowattstunden, um einen Kubikmeter Wasser um >> ein Kelvin zu erwärmen. Der Rest geht mit dem Dreisatz. > > Junge. Watt sind eine Leistung. Das ist Energie pro Zeit. > Dass der Fragesteller das nicht weiß, ok, aber wenn man antwortet sollte > man zumindest diese Grundlage verstanden haben ... > Hab das "stunden" überlesen. Mea culpa.
Bevor einige wieder lästern, von Druck war keine Rede > In einer Zeit die das Wasser für diesen Weg braucht bei > g=9,81m/s^2. Das geschieht unter einem bestimmten Druck. "das Wasser für diesen Weg braucht"...
Es sei an dieser Stelle auch noch darauf hingewiesen, dass die spezifische Wärmekapazität weiterhin eine Funktion der Temperatur ist. Für mich hört sich das alles wie eine Übung zur Vorlesung Thermodynamik im 3. Semester des Chemiestudiums an. Der Fragesteller sollte mal einen intensiven Blick in den Wedler oder Atkins werfen und mal selber rechnen. Und wenn man schon fragt, dann sollte man den kompletten Kontext der Farge mitteilen.
Kandi schrieb: > Welche Leistung braucht man pro 1K Temperaturänderung von Wasser? Ersetz Leistung durch Energie und guck in ein Schulbuch Physik Mittelstufe.
Kurz zusammengefasst. Theoretisch mit spezifische Wärmekapazität berechnet: Um 1 Liter Wasser um 1 Kelvin zu erwärmen brauchst du 4200 Joule. Umgerechnet 1,2 Wattstunden. Also mit 1,2 Watt braucht es eine Stunde. Mit 72 Watt eine Minute. In der Realität musst du auch das Gefäß, die Heizung und die Umgebung erwärmen. Den Rest der Spitzfindigkeiten kann man ignorieren.
@to: beschreibe doch mal WAS du mit dieser Heizung vorhast. Eventuell gibt es ja sinnvollere Lösungen.
J. N. schrieb: > Und wenn man schon fragt, dann sollte man den kompletten Kontext der > Farge mitteilen. Wahrscheinlich traut er sich nicht zuzugeben, dass das eine Übungsaufgabe aus einer Vorlesung oder Praktikum ist, die er sich von anderen lösen lassen möchte, weil ...
Gegenaufgabe für den TO: Welche Massnahme erreicht eine niedere oder höhere End Temp oder sind beide gleich, Umgebungstemp wie immer 20° C. Eine Tasse 95 Grad warmes Wasser, eine Tasse 10 Grad kaltes Wasser in ein Gefäss schütten, 2 Minuten warten, Temp messen oder Eine Tasse 95 Grad warmes Wasser in ein Gefäss schütten, 2 Minuten warten, eine Tasse 10 Grad kaltes Wasser dazuschütten, Temp messen. Gefässe sind raumwarm/raumkalt.
..und alle Tassen gleich vom Volumen... Kannst du also ansetzen was du willst, wenn es einfacher zum Rechnen ist.
fremder_Feder_Schmuck schrieb: > Welche Massnahme erreicht eine niedere oder höhere End Temp Was soll der TO von dieser Frage lernen ? Die Lösung ist doch simpel: 95 Grad verliert in 2 min mehr Energie als die Mischung.
Vergaß hinzuzufügen, dass die Mischung weniger Oberfläche hat, als die Einzelgläser und darum auch weniger Energie abstrahlt. Auch die Verdunstung ist bei 95 grad höher.
eric schrieb: > Was soll der TO von dieser Frage lernen ? Aus der Frage nicht - sondern den Antworten > Die Lösung ist doch simpel: > 95 Grad verliert in 2 min mehr Energie als die Mischung. Na ja oder zumindest den Ansatz dafür :) Das war schon mal besser hier!
eric schrieb: > Vergaß hinzuzufügen, dass die Mischung weniger Oberfläche hat, > als die Einzelgläser und darum auch weniger Energie abstrahlt. > Auch die Verdunstung ist bei 95 grad höher. Du hast schon abgegeben, 6 setzen. :)
Kandi schrieb: > Welche Leistung braucht man pro 1K Temperaturänderung von Wasser? Wie > berechnet man dies? Nimm es mir bitte nicht übel (will Dir nicht zu nahe treten).:) Doch wenn ich so eine Frage lese, fällt mir zwangsläufig der Standardspruch eines Mathelehrers ein (wenn man bei einer Frage, die man eigentlich bei entspr. Erledigung seiner Hausaufgaben richtig beantworten können sollte, "blank" war): Dumm geboren, nix dazugelernt und auch das noch vergessen. Setzen: 6. Dumm geboren sind wir alle. Angesichts Deiner Frage stellen sich aber einige Gegenfragen: 1) Wo bist Du denn eigentlich in die Schule gegangen? 2) Hast Du noch nie etwas davon gehört, daß für die T-Veränderung von 1 ccm Wasser (um 1 °C) 1 cal erforderlich ist? 3) Oder hast Du das alles vergessen und bist darüber hinaus zu faul dazu, das nachzulesen (in Büchern oder im Internet)? Um Deine Frage konkret zu beantworten: Man braucht da gar nichts zu berechnen. Entweder hat man diese Werte "im Kopf" oder man liest sie halt nach. Der Rest ist dann nur noch je nach "Aufgabenstellung" erforderliche Umrechnerei. Kandi schrieb: > Bzw. wieviel Watt brauche ich um Wasser von 10°C auf 50°C zu erhitzen? Du hast ein delta_T von 40 °C. Also brauchst Du für die Erwärmung von 1 ccm Wasser um 40 °C 40 cal. (Bei höherer Wassermenge entspr. mehr cal.) Näheres zu cal findest Du hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Kalorie Ich kann Dir auch nur raten, solche Hinweise mit der angebrachten Distanz zu lesen, weil in wikipedia vielfach der Eindruck erweckt wird, als seien die SI-Einheiten "besser" oder "genauer" als sogen. "veraltete" Einheiten. Was jedoch nicht der Fall ist. :D Die 15 °C-cal ist ein tradierter Wert, der sich leicht im Kopf "verankern" läßt, was den Vorteil hat, daß man recht schnell Energie-Größenordnungen berechnen kann. Ob man die dann in Joule oder Watt_s ausdrückt, ist so wurscht wie sonstwas. Ist nur Umrechnerei von Energie: http://www.volker-quaschning.de/datserv/faktoren/index.php Du mußt Dir dabei aber über eines im Klaren sein: Zunächst (eingangs) geht es dabei IMMER um absolute Energiebeträge, die zuzuführen (oder bei Kühlung abzuführen) sind. Kandi schrieb: > Das habe ich vermutet das solche Frage kommen wird. Ich weiss es nicht > wollte nur paar zahlen hören für eine grobe Orientierung. > > Sagen wir in einem Rohr welches 20cm lang ist und einen Durchmesser von > 5mm. In einer Zeit die das Wasser für diesen Weg braucht bei > g=9,81m/s^2. Zu Ersterem: Grobe Orientierung hast du ja nun hinreichend genug und nochmal ausführlich bekommen. Zu Letzterem: Mit Deinem Beispiel gehst Du am besten in ein anderes Forum, z.B. uniprotokolle, weil das hier wohl etwas fehl am Platz ist. Ganz abgesehen davon, daß Du Dir das anscheinend "aus den Rippen geschwitzt" hast, weil Deine Angaben derart unqualifiziert sind, daß keinerlei vernünftiger Einstieg für eine Berechnung möglich ist. ;) Wenn Dich das ernsthaft interessiert, brauchst Du nicht nur die Strömungs_v des Wassers durch das Rohr, sondern auch noch: a) Material des Rohres b) Wandstärke des Rohres c) Eingangs_T des Wassers sowie gewünschte Ausgangs_T Weil es dabei letztlich um Wärmeübergänge durch das Rohr hindurch an das zu erwärmende Wasser geht. Sag doch bitte mal selbst: Hat all das noch etwas mit Analoger Schaltungstechnik zu tun??
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