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Lv 7
? asked in Wissenschaft & MathematikPhysik · 10 years ago

Endtemperatur und Wärmemengenberechnung?

Längenausdehnung und Endtemperatur:

Aufgabe 1-

Eine 20 m lange industrielle Rohrleitung aus Stahl dehnt sich bei Inbetriebnahme um 5 cm aus. Bestimme die Betriebstemperatur, wenn die Einbautemperatur 20 ° C betrug.

Der Längenausdehnungkoeffizient beträgt 0,000014 ( 1/K. )

Aufgabe 2-

Ein unisolierter Warmwassertank mit 500 l Wasser einer Temperatur von 80°C gibt in einer Stunde 10 MJ an die Umgebung ab.

Auf wie viel °C sinkt die Wassertemperatur?

Hinweis: Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt:

c = 4,19 Kj/(kg*K)

Könnte bei diesen Aufgaben geholfen werden?

1 Answer

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  • 10 years ago
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    Änderungen physikalischer Größen kriegen häufig ein griechisches "Delta" vorangestellt.

    Ich schreib das hier mal als "d".

    Das bedeutet dann immer:

    Zustand "Eins" minus Zustand "Null"

    oder im Klartext:

    Endwert minus Anfangswert

    -1-

    dL = L0 a dT, mit

    Längenänderung: dL = 0,05 m

    Anfangslänge: L0 = 20 m

    Längenausdehnungkoeffizient: a = 0,00015 1/K

    Die Temperaturänderung ist

    dT = T1 - T0 = dL / L0 / a

    Die gesuchte Betriebstemperatur T1 ist

    T1 = T0 + dL / L0 / a = 36,7 °C

    -2-

    dE = c m dT, mit

    Masse: m = 500 kg

    Anfangstemperatur: T0 = 80 °C

    Spezifische Wärmekapazität: c = 4190 J/kg/K

    Energiedifferenz: dE = -10 MJ

    (Vorzeichen: Abgeführte Energie ist negativ!)

    Die Temperaturänderung ist

    dT = T1 - T0 = dE / c / m

    Die gesuchte Endtemperatur T1 ist

    T1 = T0 + dE / c / m = 75,2 °C

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