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thermo/kühlleistung
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bequax
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Anmeldungsdatum: 02.03.2006
Beiträge: 145

BeitragVerfasst am: 26 Apr 2008 - 18:19:16    Titel: thermo/kühlleistung

hallo zusammen,

ich habe zwar im studium thermo gehabt, aber als ich gerade spaßeshalber ausrechnen wollte welche temperatur meine limo nach einer gewissen zeit t im kühlschrank hat, stand ich aufm schlauch.

kann mir einer verraten wie ich das rechne? ich würde mit Q=m*cp*dt rechnen. für ein °C und ein kg ungefähr 4,19kJ entziehen..aber wie die zeit miteinbringen????
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 26 Apr 2008 - 19:56:38    Titel:

Hallo,

hier musst Du den Weg über den Wärmewiderstand gehen. In Deinem Fall bestimmt diesen die Übergänge Limo--> Glas --> Luft sowie das Glas selbst.
Mit Hilfe der Temperaturdifferenz dT und dem Wärmewiderstand Ry kannst Du dann den Wärmestrom Q' ausrechnen: Q'=dT/Ry

Der Wärmestrom ist vergleichbar mit der Wärmeleistung und wird in Watt angegeben.

Also angenommen, Du hast einen Wärmestrom von 20W und Du willst ein °C von 1kg Limo abführen dann musst Du die Wärmeenergie von 4,18kJ abführen. 4,18kJ = 4180Ws
t=4180Ws/20W = 209s. Das ist natürlich nur ein Beispiel!

So kannst Du also die Zeit ins Spiel bringen, jedoch wesentlich schwieriger wird die Bestimmung des Wärmewiderstandes der Limoflasche werden.

Edit: Achja, was ich noch anmerken möchte ist: Sobald Du Energie von der Limo abführst wird diese ja kälter, damit wird auch Dein dT kleiner was widerum zur Folge hat, dass sich der Wärmestrom reduziert.
Damit erhälst Du eine klassische Differentialgleichung erster Ordnung, analog der Entladung eines Kondensators in der Elektrotechnik.
bequax
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Anmeldungsdatum: 02.03.2006
Beiträge: 145

BeitragVerfasst am: 27 Apr 2008 - 14:40:51    Titel:

jo, das is doch schonmal was...ich mache mich später nochmal daran und schaue wieseit ich komme Wink

danke erstmal
bequax
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Anmeldungsdatum: 02.03.2006
Beiträge: 145

BeitragVerfasst am: 27 Apr 2008 - 21:11:36    Titel:

aaalso, ich habe folgendes gerechnet:

wärmedurchgang rohr (flasche annähernd als rohr betrachtet).
nach nochmaliger recherche habe ich die benötigten werte online gefunden.

hier mein excel-sheet und die formel für den wärmedurchgang, bitte um ein feedback:

bequax
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Anmeldungsdatum: 02.03.2006
Beiträge: 145

BeitragVerfasst am: 28 Apr 2008 - 13:50:26    Titel:

korrekt oder nicht korrekt?
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 28 Apr 2008 - 16:05:07    Titel:

Hallo,

Dein berechneter Wärmeübergang ist aus meiner Sicht durchaus realistisch. Mich würde interessieren, von welcher Onlineseite Du diese Infos hast.

Bei der berechneten Zeit bin ich jedoch anderer Meinung. Wie oben bereits angekündigt wird ja Deine Flüssigkeit kälter, damit reduziert sich auch der Wärmestrom. Er bleibt also über die Abkühlungsphase nicht konstant. Hier hilft uns also nur eine DGL weiter. Der Abkühlvorgang gleicht aus meiner Sicht der Entladung eines Kondensators in der Elektrotechnik.
Mehr dazu in meinem pdf

http://www.bilder-hochladen.net/files/1kxe-6s.pdf
bequax
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Anmeldungsdatum: 02.03.2006
Beiträge: 145

BeitragVerfasst am: 28 Apr 2008 - 16:22:15    Titel:

NICE! Wink
vielen dank für deine herleitung!

zu den werten:
ich habe gegooglet..."wärmeübergang luft+glas" --> http://www2.tu-berlin.de/fb6/lfmw/Lehre/Grundstudium/Download/UeWS0506/Ue1WS0506_SkriptUndAufgabe.pdf
irgendwo darin hat sich alpha versteckt...über suche "luft" gefunden

desweiteren für alpha_glas/wasser "wärmeübergang glas+wasser" gegooglet und wieder hier im forum gelandet ^^ http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/25915,0.html

die tage werde ich das nochmal mit einer dgl überarbeiten...
ich hätte nciht gedacht das solch ein kühlungsprozess wirklich so lange dauert!
Martin67
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Anmeldungsdatum: 16.12.2006
Beiträge: 1389

BeitragVerfasst am: 28 Apr 2008 - 19:03:44    Titel:

bequax hat folgendes geschrieben:

ich hätte nciht gedacht das solch ein kühlungsprozess wirklich so lange dauert!


Ehrlich gesagt, kommt es mir auch sehr lange vor. Möglicherweise müsste man noch die direkte Kontaktfläche der Flasche zum Kühlschrankboden mit einbeziehen. Da ist der Wärmeübergang sicher günstiger.

Du kannst Ja mal einen Versuch unternehmen:
Flasche auf; Temperatur messen; ca. 3h-4h in Kühlschrank und wieder Temperatur messen. Die Gleichung der DGL auf Rth umstellen, Werte einsetzen, dann sehen wir annähernd, wie groß Rth tatsächlich ist.
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