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Nachricht |
Kali
Gast
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 Kali Verfasst am: 30. Aug 2013 21:06 Titel: Heizleistung |
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Meine Frage:
Hallo, ich habe ein Problem bei einer Physikaufgabe und zwar weiss ich nicht genau wie ich diese lösen soll... Die Aufgabe lautet:.
Ihr Haus ist nicht isoliert, sondern besteht aus einer einzelnen Ziegelwand der Dicke 25 cm (wärmeleitungskoeff: 0.5 W/(m.K)) Im Winter ist es draussen 0°C , während drinnen 20°C herrschen. In dieser Situation brauchen sie eine Heizleistung von 8 kW. Sie entschliessen sich Ihr Haus besser zu isolieren und fügen 25 cm eines Dämm-Material mit Wärmeleitkoeff 0.025 W/(m.K) zur Aussenschicht Ihres Hauses. Was ist die Heizleistung die Sie nun im Winter brauchen? Ihr Haus hat eine Oberfläche von 200 m^2.
Meine Ideen:
Also die Formel der Heizleistung lautet
dQ/dt = L* dT/dx * A
dQ/dt = Heizleistung
L= Wärmeleitunskoeffizient
dt= temperaturänderung
dx= dicke der Wand
A= Oberfläche
Also eigentlich habe ich ja alle Daten zur Rechung der Heizleistung, aber ich weiss nicht wie die Wärmeleitungskoeffizienten zusammenhängen. Also wenn mehr Isolation, brauch ich weniger Heizleistung um auf 20°C zu kommen.
Tipp von unserem Professor: rechnen als wären sie in serie (das hat meiner Meinung nach keinen Sinn, denn dann wäre die Heizleistung ja am Schluss grösser).
AlsLösung ist 800 W angegeben, aber ich komm einfach nicht auf die Lösung.
Wenn ich die Aufgabe löse indem ich die beiden als parallele Widerstände betrachte, komme ich auch nicht auf die Lösung.
Bin am verzweifeln
Hoffe ihr könnt mir weiterhelfen..:S |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. Aug 2013 22:05 Titel: |
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| Kali hat Folgendes geschrieben: | | Tipp von unserem Professor: rechnen als wären sie in serie (das hat meiner Meinung nach keinen Sinn, denn dann wäre die Heizleistung ja am Schluss grösser). |
Da scheint ein Denkfehler deinerseits vorzuliegen. Wenn der Widerstand erhöht wird, ist bei gleicher Temperaturdifferenz der Wärmestrom doch geringer. Oder erwartest Du - Analogie zum elektrischen Kreis - bei höherem Widerstand und gleicher Spannung einen höheren Strom? Dann hättest Du das ohmsche Gesetz noch nicht richtig verstanden.
Analogie:
Temperaturdifferenz entspricht der elektrischen Spannung
Wärmestrom (Leistung) entspricht dem elektrischen Strom
Wärmewiderstand entspricht dem ohmschen Widerstand
ohmsches Gesetz:
elektrisch
mit
thermisch:
mit
| Kali hat Folgendes geschrieben: | | AlsLösung ist 800 W angegeben, ... |
Diese Musterlösung ist falsch, oder Du hast die Aufgabenstellung falsch abgeschrieben. Richtig wäre sie nur, wenn die Wärmeleitfähigkeit der zusätzlichen Isolation 0,125W/(m*K) betragen würde. Du hast aber 0,025W/(m*K) angegeben. |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 30. Aug 2013 22:11 Titel: |
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Hallo!
Vielleicht ist mit Berechnung wie mit Widerständen in Reihe das hier gemeint:
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmedurchgangskoeffizient#Ideale_Wand
Dabei ist zu beachten, dass der Wärmedurchgangskoeffizient und die Wandstärke zusammen erst sowas wie der Widerstand sind. Aber auch damit komme ich nicht auf die 800 W, sondern auf ca. 400 W mit der Isolierung.
Gruß,
Markus
Zuletzt bearbeitet von StudentT am 30. Aug 2013 23:25, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. Aug 2013 22:50 Titel: |
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| StudentT hat Folgendes geschrieben: | | Aber auch damit komme ich nicht auf die 800 W, sondern auf 400 W mit der Isolierung. |
... aber ohne Wand.
Wand und Isolation haben einen um den Faktor 21 vergößerten Wärmewiderstand. Dann wäre die Heizleistung 8kW/21=381W. Ich vermute allerdings, dass weder die 400W noch die 381W richtig sind, sondern, wie bereits gesagt, der Fragesteller die Aufgabenstellung falsch abgeschrieben hat. Hast Du meinen vorigen Beitrag gar nicht gelesen?
Im Übrigen handelt es sich hier nicht um den Wärmedurchgangskoeffizienten, sondern um die Wärmeleitfähigkeit, wie Du bereits an der Einheit sehen kannst. Der von Dir zitierte Wärmedurchgangskoeffizient hat die Einheit W/(m²*K), während die Wärmeleitfähigkeit (von Kali Wärmeleitungskoeffizient genannt) die Einheit W/(m*K) hat.
Es wäre schön, wenn Du das nicht durcheinanderbringen und den Fragesteller damit noch mehr verwiiren würdest. |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 30. Aug 2013 23:21 Titel: |
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Hallo GvC!
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Hast Du meinen vorigen Beitrag gar nicht gelesen? |
Ich musste mir erstmal klarwerden, dass du tatsächlich mich ansprichst. Ok, jetzt ist es mir klar. Und meine Antwort: nein, tatsächlich habe ich deinen Beitrag nicht vor meinem gesehen, geschweige denn gelesen.
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | [...] Es wäre schön, wenn Du das nicht durcheinanderbringen und den Fragesteller damit noch mehr verwiiren würdest. |
Ich frage etwas frech zurück: hast du meinen Beitrag gar nicht (vollständig) gelesen? ;-) In dem Abschnitt des Wikipedia-Artikels sind doch die beiden Begriffe sauber getrennt und die Einheiten aufgeschlüsselt. Die ganze Rechnung wollte ich trotzdem nicht vorführen.
Aber ich werde mir deinen Rat zu Herzen nehmen und versuchen, mich in Zukunft klarer auszudrücken um Fragesteller nicht zu verwirren.
Gruß,
Markus |
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Kali
Gast
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| Kali Verfasst am: 30. Aug 2013 23:29 Titel: |
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Die Aufgabestellung ist schon richtig, es könnte aber durchaus sein dass die Lösung nicht richtig ist (ist schon vorgekommen).
Ich bekomme als Heizleistung der Dämm-Material-Wand 400 W raus
dQ/dt = 0.025 W/(mK) * 20 K /0.25m * 200 m^2 = 400W
Aber ich brauche die Heizleistung von beiden Wänden zusammen
deswegen würde ich
8000W - 400W = 7600W machen
Das kann aber nicht sein...ich weiss echt nicht weiter |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 30. Aug 2013 23:29 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | StudentT hat Folgendes geschrieben: | | Aber auch damit komme ich nicht auf die 800 W, sondern auf 400 W mit der Isolierung. |
... aber ohne Wand. |
Und danke für diesen Einwand! Den musste ich allerdings etwas länger verdauen. Ich hatte auch die 381 Watt raus, die ich dann großzügig aufgerundet habe. Nach deinem Einwand sehe ich nun, dass das genau der Anteil ist, den die Wand alleine ausmacht, so dass die Rundung hier natürlich nicht angebracht ist. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. Aug 2013 00:05 Titel: |
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| Kali hat Folgendes geschrieben: | Aber ich brauche die Heizleistung von beiden Wänden zusammen
deswegen würde ich
8000W - 400W = 7600W machen
Das kann aber nicht sein...ich weiss echt nicht weiter |
Es ist doch schon alles gesagt worden: Reihenschaltung von Widerständen, ohmsches Gesetz, fertig.
Und da l1=l2=l
)
Ausrechnen kannst Du das wohl alleine. Dann wirst Du auch sehen, dass die Musterlösung nur dann herauskommt, wenn  . Überprüfe doch noch mal ganz genau die Aufgabenstellung. |
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