Wirkungsgrad einer Glühlampe

Tutti · Gast

Also wir ham die Aufgabe den wirkungsgrad einer Glühlampe kalorisch zu bestimmen.....

Habt ihr ne formel dafür???

Wär echt supi....danke schonma im vorraus!!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wie macht ihr denn das experimentell? Messt ihr die Wärmemenge, die die Glühlampe abgibt, während sie brennt? Und messt ihr die Zeit, während der die elektrische Leistung in die Glühlampe hineinfließt?

Gast

ja also brennende glühlampe ins kalorimeter (mit wasser)...vorher und nachher temperatur messen...(zeit messen)....

Gast

Ich kann dir 'ne Formel geben, aber das dürfte nicht viel Sinn machen wenn man nicht die passenden Vorüberlegungen macht - und das sollte ja deine Aufgabe sein. Augenzwinkern

Hast du denn schon irgendwelche Ideen, wie man den Wirkungsgrad einer Glühlampe kaloriemetrisch bestimmen könnte?

//edit: Achso, die Formel am Ende sieht dann etwa so aus:

, wäre nur noch zu klären was damit gemeint ist, und das ergibt sich aus den Vorüberlegungen. ^^

Gast

naja die formel hab ich ja auch so...die frage is nur ob und wie ich den kalorimeter-wert mit einbeziehe...

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, den Kalorimeterwert brauchst du, um aus dem Delta T, das du gemessen hast, auf die Wärmemenge Q zu kommen, die die Glühlampe abgegeben hat. Dann stimmt die Formel oben noch nicht ganz genau, wenn m die Masse des erwärmten Wassers ist und c die spezifische Wärmekapazität des Wassers.

Denn ein Teil der Energie erwärmt nicht die Masse m des Wassers, sondern das Kalorimeter.

Wie ist denn der Kalorimeterwert, den du da hast? Erzähl mal ein bisschen mehr über das, was du da alles schon weißt, dann können wir dir besser helfen smile

Gast

naja ich hab nen kalorimeter wert von 60....und masse, temperaturen, spannung usw., kann ich erst morgen im experiment messen....

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Mal ne ganz andere Frage: Die Formel ist zwar schon einleuchtend (ein-"leucht"-end... kleines Wortspiel Wink

), aber stimmt das so überhaupt? Die Frage ist ja, wie man den Wirkungsgrad einer Glühlampe überhaupt definiert. Ich würde ihn erstmal so definieren, dass es Leistung des abgegebenen und sichtbaren Lichtes durch die aufgenommene elektrische Leistung ist.
Ich weiß nicht so genau, wie dieser Kalorimeter aufgebaut ist, aber vermutlich ist das einfach ein durchsichtiges, wärmeleitendes, flüssiges Medium (wie Wasser, aber wäre da ein durchsichtiges Öl nicht besser weil das nicht Strom leiten würde?), das in einem wärmeisolierenden Gefäß ist. Man nimmt ja dann offensichtlich die Energie, die in diesem Kalorimeter stecken bleibt als Verlustenergie/-leistung. D. h. doch aber dann auch, dass sämtliche Strahlung, die durch das Medium gelangt, egal ob im sichtbaren Bereich oder nicht, als Nutzleistung gerechnet wird. Aber was bringt mir bei meiner Schreibtischlampe die Infrarotstrahlung? Die wärmt nur mein Zimmer auf, genau so wie die als wirklicher Verlust angesehene Kontaktwärme.
Verstehe das Prinzip irgendwie nicht. unglücklich

Funktioniert der Kalorimeter vielleicht ganz anders?
Ich würde noch die Temperatur des Glühfadens bestimmen (dafür gibt es Meßgeräte, die aufgrund der Wellenlänge/Frequenz des Maximus des Strahlungsspektrums über die Schwarzkörperstrahlung die Temperatur bestimmen) und dann mit dem Planck-Spektrum den Teil des sichtbaren Lichtes rausintegrieren. Allerdings wird der Wirkungsgrad dann deutlich kleiner sein. So weit ich weiß ich das Maximum des Spektrums noch im IR Bereich, so dass der größte Teil der abgegebenen Strahlung so wie so nicht sichtbar ist.
Oder ist das Medium absorbierend für alle nicht sichtbaren Lichtanteile? Dann würde ja wieder alles stimmen, oder?

Gruß
Marco

Gast

jetz hast du mich wirklich verwirrt....

was is denn bei dem versuchsaufbau denn eigentlich mein nutzen und mein aufwand???Aufwand = Spannung, Stromstärke....also alles elektrisch?und die wärme die die glühlampe abgibt = nutzen??

kann ich denn diese Formel nehmen???

m*c*(delta)T + K*(delta)T geteilt durch U*I*t

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

Vergiss am besten solche vorgefertigten Formeln.

Mache eine Energiebilanz zwischen

* Lampe
* Wasser
* Kaloriemeter, welches sich ebenfalls aufwärmt

Nachsatz:

und @as_string hat natürlich auch noch recht ...

Xolotl · Anmeldungsdatum: 17.02.2006 Beiträge: 85

Bei dem Wirkungsgrad bildet man doch eigentlich den Quotienten aus Leistungen.
Wenn Wärme als "Verlust" definiert wird, muss man doch erstmal schauen, wieviel elektrische Leistung habe ich hinein gesteckt und welche Wärmeleistung kam heraus.
Das hinein müsste ja einfach zu bestimmen sein.
Beim 2. kommt es ja drauf an welche Wärme man misst. Man kann ja näherungsweise sagen, die Wärme steckt komplett im Wasser und wurde überhaut nicht abgegeben.

PS: Hab da oben was von 60° gelesen. Ich hoffe du hast auch davor gemessen, sonst ist es ja Quatsch.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

@as_string: Deine Gedanken zu dem Versuch sind natürlich alle richtig, aber vielleicht ist dir in den Jahren entfallen, was für teilweise haarsträubende Sachen man in der Schule so machen darf / erzählt bekommt.

Die Aufgabe war wohl mal bei 'nem sächsischen Abi im Nachtermin dran, sprich wir durften die natürlich auch mal machen. Vorgehensweise ist einfach, dass man die Glühlampe nimmt, entsprechend verkabelt und in eine bestimmte Menge Wasser (idealerweise in einem Kaloriemeter) steckt. Dann misst man U und I, sowie die Temperaturänderung nach einer bestimmten Zeit und kann dann den Wirkungsgrad für die Lichtausbeute bestimmen indem man von der elektrischen Leistung die Heizleistung abzieht (was natürlich keinen Sinn macht wenn das Licht z.B. nicht ungehindert aus dem Kaloriemeter entweichen kann oder die Wärmekapazität des Systems nicht 100% genau kennt oder den Wärmeaustausch mit der Umgebung nicht vollständig unterbinden kann).
Wie man sieht strotzt das Ganze vor systematischen Fehlern und wir erhielten utopische Wirkungsgrade von 50% und mehr - aber so war der Versuch halt konzipiert und für alles andere war die Fehlerbetrachtung da. (Welche mit 2 BE allerdings auch nicht wirklich reichlich verlangt war.) Na ja, manchmal wird (zumindest in der Schule) eben einfach nicht von einem erwartet dass man zu viel nachdenkt. ;)

Gast

so wie das para beschrieben hat is das genau richtig!!!!
also kann schon sein das die aufgabe nich ganz logisch ist aber ich muss die leider morgen lösen können....hat nich irgendjemand ne idee wie die formel vielleict aussehne könnte???

Wär echt supi!!!

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

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

wenn das licht ungehindert raus kann, so kann auch zumindest ein teil der anderen strahlung raus - und somit ist das ganze vom angegebenen messprinzip eher ein schwachsinn.

Bleibt das licht andererseits drin, so ist es nicht der Wirkungsgrad den man wissen möchte....

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

@schnudl: Ja, genau! Das war meine Frage. Danke!

Gruß
Marco

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788