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[quote="sup"][b]Meine Frage:[/b] Hallo, Ich muss eine Versuchsauswertung zu einer Kälte-/Wärmemaschine (Stirlingmotor) machen Leider habe ich das Thema Thermodynamik werder in der Schule noch in der Uni (bis jetzt) gehabt, sodass ich da noch auf wackligen Beinen stehe. Wäre deshalb nett wenn ihr mir das kurz erklären könntet. Das Versuchsdiagramm zum Abkühlprozess findet ihr hier: http://imageshack.us/f/8/versuchs.jpg/ Denke mal man kann nicht alle Werte genau erkennen, aber es reicht mir, wenn ihr mir die Vorgehensweise erklärt. Aufgabe: Beschreiben Sie den Kurvenverlauf und bestimmen Sie Kühlleistung der Kältemaschine und schätzen Sie damit die Schmelzwärme ab. [b]Meine Ideen:[/b] Den Graph habe ich wie folgt erklärt: Im ersten Teil wird das Wasser abgekühlt. Ihm wird also Engergie entzogen. Ab 0°C beginnt es zu frieren. Den "Sprung" bei ~4min erklärt sich für mich dadurch, dass dort das gesamte Wasser den Aggregatzustande zu Eis verändert hat. Dabei sind alle Moleküle in einem energetisch günstigeren Energiezustand gewechselt (-> weniger Energie), wodurch Wärme freigesetzt wurde. Für den flacheren Teil ist mir bis jetzt noch keine andere Erklärung eingefallen. Es kann gut sein, dass die Erklärung für den Sprung hierin gehört. Man steckt Energie in das Wasser. Diese wird aber nicht für die Abkühlung gebracuht, sondern für die Änderung der Molekularstruktur. Dann stellt sich für mich aber die Frage, welcher Prozess den Temeratursprung ausgelöst hat. Ein Messfehler ist es definitiv nicht Beim letzten Teil wird dann das entstandene Eis weitestgehend linear abgekühlt. Für die Kühlleistung will ich die thermische Engergie durch die Zeit teilen. Dafür benutze ich den ersten Teil des Graphen bis zum "Sprung". Delta(Q)=c*m*Delta(T)=4187 J/(kg*K)*0,001kg*15K= 62,805J (es wurde 1mL Wasser gekühlt). Für die Leistung dann dQ/dt= 62,805J/243s = 0,26W Stimmt das soweit? Mir kommt die Leistung etwas klein vor (Motor hatte und Kompressionsverhältnis von 1:2). Ich hab aber auch keine Erfahrung in welcher Größenordnung sich das abspielt. Bei der Schmelzwärme steh ich etwas auf dem Schlauch. Wie kann ich die abschätzen/berechnen oder aus einem Teil des Graphen ablesen. Hab bisher nur einen Literaturwert von 333,5 kJ/kg gefunden. Vielen dank schonmal im Vorraus für die Mühe. Gruß Sup[/quote]
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sup
Verfasst am: 24. Okt 2011 21:10
Titel: Kühlleistung und Schmelzwärme
Meine Frage:
Hallo,
Ich muss eine Versuchsauswertung zu einer Kälte-/Wärmemaschine (Stirlingmotor) machen
Leider habe ich das Thema Thermodynamik werder in der Schule noch in der Uni (bis jetzt) gehabt, sodass ich da noch auf wackligen Beinen stehe.
Wäre deshalb nett wenn ihr mir das kurz erklären könntet.
Das Versuchsdiagramm zum Abkühlprozess findet ihr hier:
http://imageshack.us/f/8/versuchs.jpg/
Denke mal man kann nicht alle Werte genau erkennen, aber es reicht mir, wenn ihr mir die Vorgehensweise erklärt.
Aufgabe: Beschreiben Sie den Kurvenverlauf und bestimmen Sie Kühlleistung der Kältemaschine und schätzen Sie damit die Schmelzwärme ab.
Meine Ideen:
Den Graph habe ich wie folgt erklärt:
Im ersten Teil wird das Wasser abgekühlt. Ihm wird also Engergie entzogen. Ab 0°C beginnt es zu frieren.
Den "Sprung" bei ~4min erklärt sich für mich dadurch, dass dort das gesamte Wasser den Aggregatzustande zu Eis verändert hat. Dabei sind alle Moleküle in einem energetisch günstigeren Energiezustand gewechselt (-> weniger Energie), wodurch Wärme freigesetzt wurde.
Für den flacheren Teil ist mir bis jetzt noch keine andere Erklärung eingefallen.
Es kann gut sein, dass die Erklärung für den Sprung hierin gehört. Man steckt Energie in das Wasser. Diese wird aber nicht für die Abkühlung gebracuht, sondern für die Änderung der Molekularstruktur.
Dann stellt sich für mich aber die Frage, welcher Prozess den Temeratursprung ausgelöst hat. Ein Messfehler ist es definitiv nicht
Beim letzten Teil wird dann das entstandene Eis weitestgehend linear abgekühlt.
Für die Kühlleistung will ich die thermische Engergie durch die Zeit teilen. Dafür benutze ich den ersten Teil des Graphen bis zum "Sprung".
Delta(Q)=c*m*Delta(T)=4187 J/(kg*K)*0,001kg*15K= 62,805J (es wurde 1mL Wasser gekühlt).
Für die Leistung dann dQ/dt= 62,805J/243s = 0,26W
Stimmt das soweit? Mir kommt die Leistung etwas klein vor (Motor hatte und Kompressionsverhältnis von 1:2). Ich hab aber auch keine Erfahrung in welcher Größenordnung sich das abspielt.
Bei der Schmelzwärme steh ich etwas auf dem Schlauch. Wie kann ich die abschätzen/berechnen oder aus einem Teil des Graphen ablesen.
Hab bisher nur einen Literaturwert von 333,5 kJ/kg gefunden.
Vielen dank schonmal im Vorraus für die Mühe.
Gruß Sup