Wie kann ich diese thermische Energie be rechnen?
Helfen Sie mir bitte nur bei der Glühlampe
gegeben
wasser: 150mL
zeit: 6min
2 Antworten
Für die Wärme Q gilt Q=mcΔΤ
mit Q=150 g × 4,19 J/gK × 33 K= ?
Übrigens ist Deine el. Energie viel zu hoch!
Ich würde W(el)=P×t=60 W × 6 × 60 s = ? rechnen...
Das ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser, die auch der Prototyp für 1 Kalorie ist. Die Energie die man braucht um 1 g Wasser um 1 K zu erwärmen.
Um ein Gramm Wasser um 1 K zu erwärmen, brauchst Du 4.18 J (das ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser, und sie hängt ein bißchen von der Temperatur ab, aber das kannst Du bei einem so kruden Versuchsaufbau gut vernachlässigen). In Deinem Versuch erwärmst Du aber 150 g Wasser, also beträgt die Wärmekapazität Deines Wasservolumens C=627 J/K.
Du hast eine Glühbirne der Leistung P=60 W. Sie verbraucht also 60 J/s (aus der Steckdose), in 6 min = 360 s sind das E=Pt=21.6 kJ.
Das Wasser erwärmt sich dabei um ΔT=33 K. Da wir wissen, daß wir 627 J pro Grad brauchen, bedeutet das, daß ΔE=C⋅ΔT=20.7 kJ ins Wasser geflossen sind, das sind 96% der gesamt von der Glühbirne verbrauchten Energie; folglich wurden nur 4% der aufgenommenen Energie in Licht umgewandelt (diese 4% sind dann der Wirkungsgrad der Lichterzeugung).
Die anderen Beispiele kannst Du ganz gleich rechnen; die Wirkungsgrade sind dann 19% für die Energiesparlampe und 36% für die LED, wenn ich mich nicht verrechnet habe.
Woher kommt die Zahl 4,19?