Physik Kühlschrank Problem?

Der Kühlschrank mit dem Volumen 180 l hat eine Tür mit der Innenfläche 0,7 m2. Zunächst ist der Kühlschrank bei geöffneter Tür abgeschaltet, weshalb die Temperatur von 20 °C und der Druck von 1 bar im Inneren des Kühlschranks den Bedingungen des umgebenden Zimmers entsprechen.

Anschließend wird der Kühlschrank geschlossen und eingeschaltet, wodurch dessen Innentemperatur auf 8 °C sinkt.

Aufgabe: Angenommen, der Kühlschrank ist luftdicht: Welche Kraft wird benötigt, um den Kühlschrank wieder zu öffnen?

Answer 1

[Gehilfling]

1. Wie ändert sich das Volumen der Luft, wenn die Temperatur um 12 °C fällt?
2. Welcher Druck herrscht dann im Inneren des Kühlschranks?
3. Druck = Kraft / Fläche, oder: Kraft = Druck x Fläche

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Masterstudium Elektrotechnik, Schwerpunkt Embedded Systems

Comments

[Circeme]

Wenn ich sage n,R = Konst

Kann ich dann:

p_0 * V_0 / T_0 = p_1 * V_1 / T_1

machen?

Problem, dann habe ich 2 unbekannte: p_1 und V_1

[tunik123]

@Circeme

Das Volumen kannst Du weglassen, das ändert sich nicht.

p_0 = 1 Bar, T_0 = 293 K, T_1 = 281 K, daraus kann man p_1 ausrechnen.

Über die Druckdifferenz und die Fläche kommt man dann auf die Kraft.

Wenn man vereinfachend annimmt, dass diese Kraft in der Mitte der Tür angreift, braucht man eigentlich nur die Hälfte dieser Kraft, um die Tür zu öffnen.

[Circeme]

@tunik123

Hab 67200 N raus, ist das realistisch

p_1 = 0,96 bar = 96 000 Pa

F = p1 * A = 96 000 bar * 0,7m^3 = 67200 N

[tunik123]

@Circeme

Nein, ganz so einfach ist das nicht. Im Kühlschrank sind 0,96 Bar. Draußen ist 1 Bar. Die Differenz 0,04 Bar hält die Tür zu.

Also F = (p_0 - p_1) * A.

(Und die Fläche ist in m² und nicht in m³ angegeben.)

[Circeme]

pV=nRT und p=F/A kenne ich bereits. Bringt mir aber nix