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GitarreRot
Gast
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 GitarreRot Verfasst am: 09. Jul 2015 14:59 Titel: Welches Wärmepack kann mehr Wärme abgeben? |
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Meine Frage:
Der Betreiber einer Glühweinbude beim Langlauf-Weltcup in Düsseldorf bekommt als Alternative zu Heizpilzen sog. Wärmepacks angeboten. Sie enthalten heißes Wasser und geben ihre Wärme an die Umgebung ab. Es kann zwischen Wärmepacks mit folgendem Inhalt gewählt werden:
1. 150 L / Wasser bei 80°C
2. 200 L / Wasser bei 70°C
Welches Wärmepack kann mehr Wärme abgeben, wenn die Außentemperatur etwa 0°C beträgt?
Lösung : Das 200ml/70°C-Pack !
Meine Ideen:
Ich habe jetzt schon lange überlegt was die bei dieser Aufgabe suchen und komme zu keiner gescheiten antwort.
Vllt suchen die hier die Wärme "Q" ?
spez. Wärmekapazität von Wasser :
jetzt stelle ich die Grundgleichung der Wärmelehre auf:
Q=m*c*T
Ich denke jetzt muss ich einfach nur die Wärme Q ausrechnen , um zu sehen , welches Pack mehr wärme abgibt/aufnimmt .
Fazit : Das 200L Pack kann mehr wärme abgeben bzw. aufnehmen? Was den jetzt "aufnehmen" oder "abgeben"? was bedeutet Q genau?
Ist die Art und weise Wie ich diese aufgabe verstanden habe richtig oder war das nur ein Glücktreffer dass mein Ergebnis mit dem angegebenen Ergebnis übereinstimmt ?
Lg :-) |
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 09. Jul 2015 17:02 Titel: |
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Und warum wird hier nochmal extra die Umgebungstemperatur von 0°C mit angegeben?  |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 09. Jul 2015 19:11 Titel: |
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@ GitarreRot:
du bist dir sicher, dass diese "waermepacks" energie bis runter zu 0 K abgeben sollen / koennen ( gegen eine umgebungstemperatur von 0 °C wohlgemerkt...)?
.... und ansonsten, der einbruch der realitaet in die uebrige gegenwart:
Kunden , welche derart "heissgehaltenen" gluehwein verkonsumierten, beschwerten sich auch oft ueber folgende aspekte:
- saukalt
- schmeckt nicht
- vereist einem ja schon beim zugucken
tip: die optimale serviertemperatur fuer gluehwein liegt nach meinung in den fachforen bei so bummellig 65°C
.... und nun darfst du mal ganz doll raten ( oder besser: nachrechnen), welches waermepack unter dieser randbedingung das eindeutig vorzuziehende ist
gruss
Ingo |
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 09. Jul 2015 21:12 Titel: |
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Hallo Ingo
Ich bin GitarreRot, allerdings konnte ich eben nicht an meinem PC da ich das Passwort hier gespeichert habe. Die Frage habe ich von meinem Tablet aus gemacht, und hier kenne ich das passwort nicht.
Also :
Ich habe deinen Tipp leider nicht verstanden...
Ich habe doch laut meiner berechnung , auch genau wie in der angegebenen Lösung das 200L Pack . |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 09. Jul 2015 21:33 Titel: |
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 09. Jul 2015 21:48 Titel: |
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deine berechnung zeigte diejenige waermenenge, welche deine heizpacks bei abkuehlung auf 0 kelvin bereitstellen wuerden.
sie ist daher nicht aufgabenangemessen, trotzdem sie (zufaellig) in der schlussendlichen entscheidung zwischen den packs ebenfalls zum sog. "musterergebnis" kommt
erwartet von dir wird hingegen vermutlich, diejenige waermemenge zu berechnen, welche gegenueber der umgebung ( daher die 0°C in der aufgabenstellung) abfliessen koennte
korrekt (i.s.d. aufgabenstellung) waere hier ein ansatz wie TomS ihn soeben vorgestellt hat
dass ein solcher ansatz mit T_0 = 0°C jedoch komplett an der realitaet vorbeigeht, darauf bezog sich mein tip: wer will schon eiskalten gluehwein trinken?
... und wenn man das vermeiden will, und als "untere serviertemperatur" mithin die unter fachleuten diskutuierte 65°C fuer gluehwein einsetzt, DANN kehren sich die verhaeltnisse um, und die 80°C sosse ist die geeignetere
gruss
Ingo |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 10. Jul 2015 00:19 Titel: |
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| magician4 hat Folgendes geschrieben: | | dass ein solcher ansatz mit T_0 = 0°C jedoch komplett an der realitaet vorbeigeht, darauf bezog sich mein tip: wer will schon eiskalten gluehwein trinken? |
Es ging in dieser Auifgabe nicht um den Glühwein, sondern um die Umgebung der Glühweinbude.
| GitarreRot hat Folgendes geschrieben: | | Der Betreiber einer Glühweinbude beim Langlauf-Weltcup in Düsseldorf bekommt als Alternative zu Heizpilzen sog. Wärmepacks angeboten. Sie enthalten heißes Wasser und geben ihre Wärme an die Umgebung ab. |
Wo ist hier von eiskaltem Glühwein die Rede? Der Glühwein wird natürlich anderweitig - vermutlich elektrisch oder mit Gas - auf die von Dir als optimal angesehene Temperatur aufgeheizt. In der Aufgabe geht es nur um die Umgebung und die Glühweintrinker in dieser Umgebung. |
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 10. Jul 2015 02:20 Titel: |
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ok. danke aber was ist denn nun richtig?
Hab ich das richtig gemacht oder nicht?
Es geht nicht darum welche die geeignetere ist, sondern welche mehr wärme abgibt . |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 10. Jul 2015 07:01 Titel: |
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| Bubu1412 hat Folgendes geschrieben: | ok. danke aber was ist denn nun richtig?
Hab ich das richtig gemacht oder nicht?
Es geht nicht darum welche die geeignetere ist, sondern welche mehr wärme abgibt . |
Unsere Tipps gingen dahin, dass du für die Abgabe von Wärme an die Umgebung die Temperatur der Umgebung berücksichtigen musst. Das hast du nicht getan.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 10. Jul 2015 15:30 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | (...)
Es ging in dieser Auifgabe nicht um den Glühwein, sondern um die Umgebung der Glühweinbude. (...)
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ok, mea culpa
ich dachte vielmehr an "waermebaeder", in welche man speisen und getraenke zum warmhalten stellt ( z.b. in katinen): nennt sich auch "heizpilze"
...aber vermutlich hast du recht, und diese grossen gasbrenner fuer's publikum sind hier wohl gemeint (wobei sich dann die frage stellt, was es dem frierenden bringt neben nem lauwarmen stahltank zu stehen, denn im gegensatz zu den klassischen heizstrahlern mit ner farbtemperatur von so bummellig 700 K ist die strahlungsleistung hier dann doch vergleichsweise laecherlich)
aber wie auch immer... :
sorry for the confusion
gruss
Ingo |
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 11. Jul 2015 01:40 Titel: |
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ok ich habe deine Formel oben gesehen . aber was ist T_0 und was ist T_i ??? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 11. Jul 2015 07:02 Titel: |
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T_i steht für T_1, T_2, also 80°C bzw. 70°C; T_0 für die Umgebungstemperatur, also 0°C
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 11. Jul 2015 13:30 Titel: |
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| magician4 hat Folgendes geschrieben: | | ... wobei sich dann die frage stellt, was es dem frierenden bringt neben nem lauwarmen stahltank zu stehen, denn im gegensatz zu den klassischen heizstrahlern mit ner farbtemperatur von so bummellig 700 K ist die strahlungsleistung hier dann doch vergleichsweise laecherlich |
Laut Aufgabenstellung war allerdings nicht nach einem Vergleich zwischen Heizpilz und Wärmepack gefragt, sondern nach einem Vergleich der beiden Wärmepacks. Und dabei auch nicht nach einem Vergleich der Leistungen, sondern der Energien.
Wenn Du allerdings über die Aufgabenstellung hinaus die Wärmepacks mit Heizpilzen vergleichen willst, so kannst Du das gerne tun. Allerdings musst Du dann nicht Energien, sondern Leistungen miteinander vergleichen. Dazu würde dann die Angabe der Heizpilz-Leistung fehlen. Aber prinipiell hast Du natürlich recht. Ein noch so kleiner Heizstrahler dürfte - wenn er seinen Namen verdienen will - eine deutlich größere konstante Heizleistung haben als eines der genannten Wärmepacks mit kleinerer und überdies noch zeitlich abnehmender Heizleistung. |
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 11. Jul 2015 14:12 Titel: |
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ok dann hab ich doch alles richtig gemacht.
Da die Umgebungstemperatur sowieso null ist, bleibt deltaT ja so wie es ist.
Wo war jetzt mein fehler ?? ganz oben? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 11. Jul 2015 14:51 Titel: |
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Deinen Zahlen zufolge rechnest du in Kelvin, d.h. du setzt die Temperatur mit (70 + 273)K an. Daraus folgt dein Q. Das ist aber falsch, denn es geht nicht um die Wärme, die an eine Umgebung mit 0K abgegeben werden kann, sondern an eine mit 273K. D.h. du musst die Temperaturdifferenz berechnen, und das ist gerade (70 + 273)K - 273K = 70K.
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 11. Jul 2015 15:17 Titel: |
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achso ok
also hätte ich das korrekterweise so aufschreiben müssen:
<br />
und Q_{2}=m_{2}*c_{w}*(343,15-273,15K) )
aber es kommt das gleiche dabei heraus wie ganz am anfang des Threads. Hab ich einfach nur Glück gehabt dass die Umgebungstemperatur 0°C war, wenn es 3 oder 4 Grad wären, wäre mein ergebnis falsch .
Ist das jetzt richtig? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 11. Jul 2015 15:52 Titel: |
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| Bubu1412 hat Folgendes geschrieben: | achso ok
also hätte ich das korrekterweise so aufschreiben müssen:
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Ja.
| Bubu1412 hat Folgendes geschrieben: | | ... aber es kommt das gleiche dabei heraus wie ganz am anfang des Threads. |
Ich habe das gerade nochmal nachgerechnet. Deine Zahlen aus dem ersten Beitrag für Q_i folgen dann, wenn du T_i in K einsetzt, und ohne dass du K_0 subtrahierst. Deine Zahlen am Anfang sind also falsch.
Dass das richtige Ergebnis "das 200 l - Pack" rauskommt ist eher Zufall. Es ist ja letztlich die Differenz der beiden Q_i - Werte relevant, und da gehen zwei Massen m_i und zwei Temperaruren T_i ein.
Du kannst ja mal spaßeshalber die Differenz
 = \Delta Q_1 - \Delta Q_2 = m_1 c (T_1 - T_0) - m_2 c (T_2 - T_0) = c [(m_1 T_1 - m_2 T_2) - (m_1 - m_2) T_0])
als Funktion der Umgebungstemperatur T_0 berechnen und die Nullstelle in T_0 bestimmen. Diese besagt ja, in welchem Temperaturbereich Pack 1 bzw. Pack 2 geeigneter ist.
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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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| Bubu1412 Verfasst am: 11. Jul 2015 17:27 Titel: |
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ich kann leider nicht spaßeshalber sowas berechnen.
Kannst du mir jetzt einfach mal sagen wie man so ne aufgabe löst.
Es sollte eigentlich sehr trivial sein, hat der lehrer gesagt.
Also bitte nicht komplizierter machen als es ist.
Es ist immerhin Aufgabe 2 im Thermodynamik-Thema.
Ich wäre dankbar
für eine lösung und jut is.
Ich habe mir mühe gegeben doch ich verstehe leider nicht wie ich auf korrekte weise auf das ergebnis komme |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 11. Jul 2015 18:16 Titel: |
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Jetzt komm. Ich habe oben die Formel für die beiden abgegeben Wärmen angegeben. Du musst halt einsetzen.
Du hattest in deinem ersten Beitrag die Temperaturen T_i in Kelvin eingesetzt; das ist korrekt; allerdings musst du eben T_0 ebenfalls in Kelvin subtrahieren; das hattest du vergessen. Mach das und vergleiche die beiden Wärmen.
Nun weiter. wenn ich der Lehrer wäre, würde ich genau das als nächstes wissen wollen. Es ist übrigens fast schon trivial:
Die Differenz ist
Du setzt gleich Null
 = 0)
 - (m_1 - m_2) T_0 = 0)
und löst auf
Dies ist nun die Umgebungstemperatur, die die beiden Bereiche trennt, wo entweder Pack 1 oder Pack 2 vorteilhaft sind.
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