Hilfe! Muß vom Wasserkocher aufgenommene Wärme, abgegebene Wärme u Wirkungsgrad errechnen. Wasserkocher(P=3000W), 0,5l, in 1min von 20°C auf 90°C. Wie geht das?
3 Antworten
Berechne
1) Die in die Erwärmung des Wassers geflossene Energie (0,5 l Wasser von 20°C auf 90°C erwärmen benötigt wieviel Energie?)
2) Die aufgenommene elektrische Energie (P = U * I)
Der Quotient 1) durch 2) ist der Wirkungsgrad. Dieser gibt ganz allgemein an, wieviel Prozent des Aufwands in das gewünschte Ergebnis fließen - der Rest sind Verluste, in Deinem Beispiel Wärme, die in die Umgebung anstatt ins Wasser geht.
Abgegebene Wärmeenergie des Kochers an das Wasser
Qab=m *c * (t2-t1)=0,5kg * 4,19 KJ/(Kg*K) * (90° - 20°)=146,65 KJ
Pab= Qab/t=146650 J/60 s=2444,16 W (Watt)
Wirkungsgrad n=Pab/Pzu= 2444,16 W/3000 W=0,8147
oder in Prozent n=Pab/Pzu * 100 %=81,15 %
HINWEIS : - 0,5 L= 0,5 kg Wasser
c=4,19 KJ/(Kg*K) spezifische Wärmekapazität von Wasser siehe Physik-Formelbuch
Um 1 l=1 Kg Wasser um 1° Celsius zu erwärmen, braucht man eine Energie von 4,19 KJ (Kilojoule)
Qab ist die Energie die vom Kocher an das Wasser abgegeben wurde.
Leistung P ist die Energie pro Zeiteinheit t Pzu=Qzu/t oder Pab=Qab/t
n=Pab/Pzu=Qab/Qzu
Pzu ist die zugeführte Leistung des Stromnetzes an den Kocher
Qzu ist die zugeführte Energie des Stromnetzes an den Kocher
Qab ist die abgegebene Energie an das Wasser vom Kocher
es gilt Qzu=Qab + Qverl
Qverl ist die verlorene Energie an den Kocher (Verlustenergie/Verluste)
Ich gebe erst mal nur den Weg.... wenn es hakt, dann frage nach!
Es gilt der Energiesatz: Energie_rein - Energie_raus = Energie_drinnen
Energie_rein: das sind die 3000 W * 1 min (elektrische Arbeit)
Energie_drinnen: m_wasser * c_wasser * delta_T
Die Differenz Energie_rein - Energie_drinnen = Energie_raus
nun hast da auch alles für den Wirkungsgrad:
Wirkungsgrad: . . . schau mal in die Definition des Wirkungsgrades.