§ 21
Wie groß ist die Leistung des Elektrodampfkessels in meinem Experiment?
Antwort: Det klassiske forsøg i fysik: du varmer en kendt mængde vand i en elkedel og måler temperaturen før og efter, effekten (med en energimåler eller typeskiltet) og tiden. Beregneren finder den varme vandet har fået (Q = m·c·ΔT), den elenergi kedlen har brugt (E = P·t) og nyttevirkningen. Den viser også den specifikke varmekapacitet, du ville få ud af målingen, hvis al energien gik til vandet. Det er sådan, du vurderer varmetabet i rapporten.
Q = m · c · ΔT, hvor ΔT = sluttemperatur − starttemperatur
E_tilført = P · t
Nyttevirkning η = Q ÷ E_tilført × 100 %
Målt varmekapacitet (hvis η antages at være 100 %): c = P · t ÷ (m · ΔT). Den er altid større end tabelværdien, fordi kedlen og luften også bliver varme.
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| masse | Masse des Wassers | kg |
| c | Specifik varmekapacitet (vand = 4.186) | J/(kg·K) |
| t_start | Starttemperatur | °C |
| t_slut | Endtemperatur | °C |
| effekt | Kesselleistung (gemessen mit Energiemesser) | W |
| tid | Aufheizzeit | s |
| = | Wirkungsgrad | % |
| = | Wärme in das Wasser abgegeben, Q | J |
| = | Tilført elenergi, E = P·t | J |
| = | Wärmekapazität ohne Verluste gemessen | J/(kg·K) |
| = | Verlorene Energie | J |
Gilt nicht, wenn
Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.
Sat ind
Geber
Nur für Mitglieder
Lege einen kostenlosen Zugang an, um alle Artikel, Rechner, Vorlagen und das Sortiment freizuschalten — und Zugriff auf Quizze und Klassen zu erhalten. Es dauert unter einer Minute: Name, E-Mail und ein Passwort. Keine Zahlungskarte.
Willst du zuerst etwas ausprobieren? Sieh, was du ohne Konto nutzen kannst — der Junior-Bereich, das Lexikon, die Videos und mehr.
Forsøget hvor du varmer vand med en elkedel eller en dyppekoger og måler, hvor meget af elenergien der ender i vandet. Det bruges til nyttevirkning i fysik og til at bestemme vands specifikke varmekapacitet.
1,00 kg vand varmes fra 18 °C til 80 °C på 150 s. Energimåleren viser 2.000 W.
Es bedeutet: Nyttevirkningen er 86,5 %. Vandet fik 259.532 J af de 300.000 J. Uden tab ville målingen give c = 4.839 J/(kg·K).
0,50 kg vand fra 20 °C til 70 °C på 130 s med en 1.000 W rejsekedel.
Es bedeutet: Nyttevirkningen bliver 80,5 %, og tabet er 25.350 J. Med lidt vand i en stor kedel går en større del til selve kedlen.
0,25 kg vand i et åbent bægerglas fra 15 °C til 45 °C på 95 s med en 500 W dyppekoger.
Es bedeutet: Her er nyttevirkningen kun 66,1 %. Det åbne glas taber varme til luften og bordet, og målt uden tab ville c blive 6.333 J/(kg·K).
En god elkedel ligger på 80-90 %. Et åbent bægerglas med dyppekoger ofte 60-75 %.
Q + tab skal give P·t. Den målte c skal altid være større end 4.186, ellers er der en målefejl.