Heliumbehälter

winkelmu · Anmeldungsdatum: 02.04.2006 Beiträge: 203 Wohnort: Uelzen

Hallo
Flüssiges Hellium wird bei seiner Siedetemperatur von THe = 4,2 K in einem kugelförmigen Behälter (rb = 0,2 m) aufbewahrt, der von einem zweiten Behälter (TUm = 77 K) umgeben ist. Der innere Helliumbehälter ist durch ein 20 cm langes Edelstahlrohr mit der Materialquerschnittsfläche A = 0,5 cm^2 frei hängend mit dem Außenbehälter verbunden. Zwischen den beiden Behältern ist ein Isoliervakuum. Wie groß ist der Wärmestrom von außen aufgrund
a. der Wärmeleitung (Gamma Stahl = 20 W/Km)
b. der Wärmestrahlung (e = 0,1, s = 5,67 * 10^-8 W/m^2K^4)
c. Wie viel hellium verdampft pro Stunde? (qv = 21 kJ/kg)

Aufgabenteil a hab ich schon gelöst, aber bei b und c harkt es.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Der Wärmestrom durch das Vakuum durch Strahlung hängt von der Differenz der Temperaturen an den Oberflächen ab.
Genauer:

Nachzulesen unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsaustausch

Der Wärmetransport für Wärmeleitung (Rohr) ist analog zum ohmschen Gesetz

wobei Kappa die materialbezogene Wärmeleitkonstante in W/mK ist.

Beide Wärmeströme addieren sich, und transportieren Wärme in das Helium, welches daraufhin langsam verdampft.
Man kann davon ausgehen, dass die hineintransportierte Energie in Verdampfungswärme umgesetzt wird. Den Wert in kj/kg Helium hast Du ja gegeben.

Klar ??

winkelmu · Anmeldungsdatum: 02.04.2006 Beiträge: 203 Wohnort: Uelzen

Hallo, hab es jetzt auch raus. Hatte die obere Formel auch gehabt, nur hab ich dort fünfmal die Zahlen eingesetzt und immerwieder was falsches raus gehabt. Jetzt hab ich aber auch die richtige Lösung raus.
Danke nochmals.