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Nachricht |
lena.rgj
Anmeldungsdatum: 14.12.2022
Beiträge: 1
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 lena.rgj Verfasst am: 14. Dez 2022 11:47 Titel: Sonneneinstrahlung in Wohnraum |
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Meine Frage:
Der Wohnraum eines Einfamilienhauses wird im Sommer ohne Sonnenschutzvorrichtungen durch Sonneneinstrahlung auf die Glasscheiben aufgeheizt.
Berechnen Sie die solaren Wärmegewinne über eine Zeit von 7 Stunden!
mittlere Strahlungsflussdichte q = 160 W/m²
Außenwandfläche (Wand + Fenster) A = 19 m²
Flächenanteil der Fenster an der Gesamtfläche der Außenwand A(F)/A = 50 %
Anteil des Glases an der Fensterfläche A(G)/A(F) = 75 %
Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0,75
Fläche des Glases A(G)= m² (Genauigkeit 3 Nachkommastellen)
solare Wärmegewinne Q(S)= Wh (Genauigkeit 0 Nachkommastellen)
Wieviel Liter Wasser könnte man mit dieser Energie bei einer Ausgangstemperatur von 12 °C zum Kochen bringen?
Dichte des Wassers: 1 g/cm³
spezifische Wärmekapazität: 4,183 kJ/(kgK)
Volumen des Wassers VW= l
Meine Ideen:
Ich habe bereits die Fläche des Glases mit 7,125 Quadratmetern berechnet, weiß allerdings nicht, wie ich weitermachen muss. |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 15. Dez 2022 01:42 Titel: Das ist im Grunde genommen eine Abfolge ... |
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| lena.rgj hat Folgendes geschrieben: | Meine Ideen:
Ich habe bereits die Fläche des Glases mit 7,125 Quadratmetern berechnet, weiß allerdings nicht, wie ich weitermachen muss. |
...von 3 Dreisatzaufgaben, von denen die erste gelöst wurde.
Die zweite ist die Berechnung der Wärmemenge Q1 (in kJ), die während der 7 Stunden mit der genannten Flußdichte q durch die Verglasung dringt. Also q mit A(G) und t = 7h= 7*3600 s multiplizieren.
Die dritte ist die Berechnung der Wärmemenge Q2, die man benötigt, um m = 1 kg Wasser von 12°C um 88° auf 100°C zu erhitzen, weil das (bei 1013 mbar) die Siedetemperatur des Wassers ist.
Die Antwort auf die Eingangsfrage ist das Verhältnis von Q1/Q2 * 1 dm³ (weil bei Wasser ziemlich genau gilt, daß 1 l Wasser die Masse von 1 kg hat. |
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lena.rgh
Anmeldungsdatum: 14.12.2022
Beiträge: 4
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| lena.rgh Verfasst am: 15. Dez 2022 10:06 Titel: Re: Das ist im Grunde genommen eine Abfolge ... |
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Welche Formel benötige ich dann, um Q2 auszurechnen?
Wie viel Liter Wasser kann ich denn dann schlussendlich mit dieser Energie zum kochen bringen? Und welche Formel brauche ich dafür? 
Willkommen im Physikerboard!
Du bist hier zweimal angemeldet, lena.rgj wird daher demnächst gelöscht.
Viele Grüße
Steffen |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 15. Dez 2022 15:44 Titel: Das ist die aus der Mittelstufenphysik ... |
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... wohlbekannte Beziehung ...
| lena.rgh hat Folgendes geschrieben: | Welche Formel benötige ich dann, um Q2 auszurechnen?
Wie viel Liter Wasser kann ich denn dann schlussendlich mit dieser Energie zum kochen bringen? Und welche Formel brauche ich dafür?
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...zwischen dem Zuwachs thermischer Energie Q2 und der Erhöhung der Temperatur  , die bei konstanter (temperaturunabhängiger) spezifischer Wärmekapazität und der genannten Dichte des Wassers lautet  .
Der Rest besteht, wie bereits angedeutet, aus Zahlen und Einheiten in die Gleichung einsetzen, vereinfachen und den Dreisatz zwischen der benötigten Wärme für V = 1 l Wasser und der durch die idealisierte Insolation (also gleichmäßige, andauernde Sonneneinstrahlung, die vollständig in Wassererwärmung mündet) bereitgestellten Energie, ausführen, dessen Ergebnis dann die begehrte "Literanzahl" liefert:  : Übertrag zwischen der Gleichung der spez. Wärme des Wassers, die massenabhängig ist, und der "Literanzahl" herstellen und für Q1 eben wissen, daß 1 J = 1 W * 1 s ist. |
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