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Wärmeenergie, Wärmeerzeugung, Wärmemenge, etc.

Schüler Technische u. gewerbliche mittlere u. höhere Schulen, 10. Klassenstufe

Tags: Brauchwasser, energi, Wärme, Wärmeenergie, Wärmeerzeugung, Wärmemenge, Wärmewirkungsgrad

 
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Feyth

Feyth aktiv_icon

10:11 Uhr, 29.10.2017

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Hallo hier die Aufgabe:

In einer Almhütte wird das Brauchwasser aus Schnee (-12°C) erzeugt.
Welche Menge an Propangas ist zur Erzeugung von 150 kg Wasser mit 90°C erforderlich (Wärmewirkungsgrad 80%)?
Welche Menge an Brauchwasser mit 60°C entsteht, wenn Schnee mit 0°C zugesetzt wird?

[x,×x m³, x,× kg]


Spezifische Wärmekapazität:

Wasser:
c=4,18 kJ/(kg x°C)

Eis:
c=2,06 kJ/(kg x°C)

Heizwert Propangas:

12,87 kWh/kg



Persönliches:

Brauche bitte den kompletten Lösungsweg. (das ist keine Hausaufgabe)
Hab aber all meine Sachen in der Schule vergessen und komme erst morgen dran.
Die Lösungen hab ich und kann ich auch gerne schreiben.
Wäre sehr lieb wenn jemand Zeit hat um mir zu helfen :-)

Schöne Grüße
Feyth

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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ledum

ledum aktiv_icon

10:49 Uhr, 29.10.2017

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Hallo
Rechnung in 3 Schritten.
1. Wärmemenge um den Schnee=Eis von -12°C auf 0°C zu erwärmen
2. Wärmemenge um bei 0° das Eis zu schmelzen, dazu brauchst du noch die Schmelzwärme
3. Wärmemenge um Wasser von 0° auf 90° zu erwärmen
dann hast du die Wärmemenge, die das Gas erzeugen soll.
den Brennwert des Gases mit 80%=0,8 multiplizieren und die Wärmemenge dadurch dividierenergibt die Menge des Gases.
Du kannst das alles für 1kg berechnen , alles addieren und dann mit 150kg multiplizieren, oder jeden Schritt mit den 150kg rechnen.
Jetzt mach dich ran, und sag wo du nicht weiterkommst, vorgerechnet wird hier nicht einfach.
für b) wieder Schmelzwärme + Wärme zur Erhitzung von 0 auf 60° für die Menge xkg Eis ausrechnen, die muss gleich der Wärme sein, die man hat wenn die 150kg Wasser von 90° auf 60° abkühlen .
jetzt mach dich selbst dran, zeig was du hast und wo du scheiterst
Warum willst du das, wenn es keine HA ist?
Gruß ledum
Feyth

Feyth aktiv_icon

11:00 Uhr, 29.10.2017

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Das Problem ist ja, dass ich keine Unterlagen habe dh. hab keine Ahnung
von den Formeln bzw. wo ich die finde, die ich brauche.

Brauche das weil wir Schularbeit haben und wenn ich einen Lösungsweg habe, dann kann ich die anderen selbstständig lösen.

Aber egal danke trotzdem, dann frag ich meine Mitschüler.

p.s.: Außerdem hab ich 2 Kinder, die mich nicht einfach in Ruhe rechnen lassen jetzt.
Antwort
anonymous

anonymous

12:40 Uhr, 29.10.2017

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Hallo
Wie Ledum schon sagte, kannst du die Aufgabe (gedanklich) in 3 Schritte teilen:

1.)
Eis bzw. Schnee von -12°C auf Schmelztemperatur 0° erwärmen:
ΔW=αmΔT
Hierbei ist
>ΔW die erforderliche Energie (bzw. Wärme),
>α die spezifische Wärmekapazität für Eis,
wie du schon angeprochen hast, gilt: alpha_Eis =2.06 kJ/(kg*K)
>m die Masse des zu erwärmenden Gegenstands
>ΔT die Temperaturdifferenz.

2.)
Das Eis schmelzen,
d.h. vom festen Aggregatszustand (Eis bzw. Schnee) bei 0°C
in den flüssigen Aggregatszustand (Wasser) bei immer noch 0°C bringen.
ΔW=qm
Hierbei ist
>q die spezifische Schmelzwärme für Eis bzw. Wasser,
es gilt: q_Eis =334 kJ/kg
siehe z.B.: www.chemie.de/lexikon/Schmelzw%C3%A4rme.html oder www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/schmelzen-und-erstarren

3.)
Das Wasser auf die geforderte Endtemperatur erhitzen.
Es gilt natürlich wiederum wie unter a):
ΔW=αmΔT

Allerdings musst du nun natürlich die spez. Wärmekapazität von Wasser berücksichtigen.
Die ist, wie du schon erwähntest: αH2O=4.18 kJ/(kg*K)


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Für die zweite Teilaufgabe brauchst du prinzipiell keine neuen Formeln oder neues Wissen. Du musst es nur verstanden haben und anders einsetzen.
Du wirst nun
4.)
eine unbekannte Menge Schnee schmelzen,
Überleg dir einen Ausdruck, wie du die dazu erforderlich Wärmemenge rechnen willst.

5.)
diese unbekannte Menge Schmelzwasser auf Endtemperatur erwärmen,
Überleg dir einen Ausdruck, wie du die dazu erforderlich Wärmemenge rechnen willst.

6.)
diese hierfür erforderliche Wärmemenge wird daher kommen, dass du die 150kg Wasser aus der ersten Teilaufgabe von der Temperatur dort auf die jetzt genannte Endtemperatur abkühlst.
Wie viel (Energie, Wärmemenge) wird das sein?

Frage beantwortet
Feyth

Feyth aktiv_icon

10:34 Uhr, 01.11.2017

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Danke Schularbeit ist überstanden