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  • Wärmelehre Repetitionen Temperaturskalen und Aggergatszustände




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    Wärmelehre Repetitionen



      1. Temperaturskalen und Aggergatszustände





    TG

    5.1


    1

    Frage

    Mit welcher Einheit rechnet man in der Physik bzw. Elektrotechnik bei Temperaturanwendungen?



    Vorschrift

    Literatur



    Antwort

    [K] = Kelvin



    [°C] = Grad Celsius













      1. Wärmeenergie

        1. Repetitionsaufgaben Wärmeenergie





    1

    Speicherofen


    Wieviel Wärmeenergie (in kJ und kWh) sind notwendig, um einen Elektroofen mit Magnesitsteinen von 106 kg auf die Btriebstemberatur von 600 °C zu brin-gen? Die Umgebungstemperatur sei 20°C.
    Lösung:
    aus Tabelle 11.2-2





    Heizwiderstände



    Aus Konstantan

    Elektrospeicherofen mit

    Magnesitsteinen


    TG

    5.2


    2

    Warmwassererwärmer


    Wieviel Energie (in kJ und kWh) sind notwendig, um in einem Boiler von 300 Li-ter Inhalt mit 10°C Leitungswasser auf 65°C zu bringen?
    Lösung:



    Heizwiderstände



    Aus Konstantan

    Warmwassererwärmer

    (Wand-Boiler)


    3

    Stromsparen ohne Komforteinbusse


    Schweizer Familie 1/2007



    Frage 1

    Wie viele Warmwassererwärmer, mit einem Inhalt von 300 Liter, könnten mit der eingesparten Energie aufgeheitzt werden?

    Weitere Überlegungen sind erlaubt und können im Klassenverband diskutiert werden.
    Frage 2

    Welche weiteren Massnahmen könnten in betracht gezogen werden, damit weniger elektrische Energie verbraucht würde. Jeder soll sich eine weitere Massnahme überlegen, bei welcher weniger Energie verbraucht werden könnte.


    Berechnungen und

    Massnahmenkatalog

    auf der Rückseite.




    3

    Stromsparen ohne Komforteinbusse



    Lösung:

    Beschreibung siehe

    Vorderseite





    4

    Wasser erwärmen

    30 Liter Wasser beziehungsweise 30 kg sind von 12°C auf 85°C zu erwärmen. Welche Wärmemenge Q in kJ und kWh ist dem Wasser zuzuführen?









    5

    Tauchsieder

    Mit einem Tauchsieder P = 250W soll 1 Liter Wasser von 15°C erwärmt werden. Welche Temperatur hat das Wasser nach 4 Minuten, wenn die Verluste 30% betragen.




    Lösung:










    6

    Wassererwärmer

    Der Inhalt eines 30 Liter Heisswasserspeichers soll in 24 Minuten von 18°C auf 60°C erwärmt werden. Der Wirkungsgrad des Gerätes beträgt 90%.



    Berechnen Sie die Leistungsaufnahme des Heisswasserspeichers.


    Lösung:









    Panzerheizkörper


    Rohrheizkörper





    7

    Maschinenöl

    Welche Wärmemenge ist erforderlich, um 240 Liter Maschinenöl



    [c = 1,68 kJ/(kgK), g = 0,93 kg/dm3] von 15 °C auf 32 °C zu erwärmen ?

    Lösung:














    8



    Reisetauchsieder

    Ein Reisetauchsieder 230 V / 300 W nimmt einen Strom von 1,304 A auf. Das Kaltwasser aus dem Leitungssystem beträgt 10°C




    1. Berechnen Sie den Widerstand der Heizspirale.

    2. Welche Leistung hat der Tauchsieder bei 230V?

    3. Wie lange dauert die Aufheizung von 3 dl Wasser auf 65°C, wenn die Verluste vernachlässigt werden?

    4. Derselbe Tauchsieder ist auch in einem Reiseland mit 110 V Spannung verwendbar. Welche Leistung ist bei dieser Nennspannung zu erwarten?

    5. Wie lange dauert die Aufheitung von 3 dl Wasser bei 110 V Spannung?

    6. Wer findet eine einfache Formel für die Berechnung der Zeitänderung bei Spannungsänderung (Relativ und in Prozent)?

    7. Wie würden sich die Werte verändern, wenn der Tauchsieder den doppelten Strom ziehen würde?



    Lösung:







    Die Zeit bei doppeltem Strom halbiert sich, da der Tauchsoieder die doppelte Leistung aufweist.












    300W-Tauchsieder








    Relative Spannungsänderung bei Temperaturänderung




    Relative Spannungsänderung bei Zeitänderung








    Negativer Wert bedeutet Spannungabnahme.


    9



    Friteuse

    Ein Elektrofriteuse 2,25 kW / 230 V hat 8 Liter Öl Füllvermögen. Wie lange dauert die Erhitzung des Ölinhaltes ( ) von 20°C auf 170°C ()?







    10



    Elektrisches Hot-Dog-Gerät

    Ein Hot-Dog-Gerät soll auf 60°C gehalten werden – dabei sind die Wärmeverluste 90%. Welche Energie wird pro Stunde verbraucht, wenn der gesamte Zylinder als Luftvolumen (,) gerechnet wird und 100g Wasserdampf pro Stunde verbraucht werden?






    11



    Aufheizen einer Kupferplatte

    Eine kupferne Platte von , , wird mit einem Heizelement von Leistung während Minuten Wärme zugeführt. Berechnen Sie die Endtemperatur der Platte, wenn die Anfangstemperatur ist. Es kann mit einem Wirkungsgrad von gerechnet werden.





    12



    Kleinwassererwärmer


     Kaltwasserhahn H

     Druckreduzierventil D

     Rückschlagklappe R

     Sicherheitsventil S


     Hauptschalter

     Thermostat



    Zweite thermische Sicherung




    Für einen --Boiler ist die Aufheizzeit in einer Werkvorschrift mit Stunden angegeben.
    Welche Erwärmung liegt diesen Angaben zugrunde, wenn mit einem Wirkungsgrad von gerechnet werden kann ()?












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