Wasser im Gefrierfach: Unterschied zwischen den Versionen
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Ein Plastikbeutel mit drei Liter Wasser der Temperatur 15°C wird in eine Tiefkühlfach gelegt. Das Tiefkühlfach hat eine Temperatur von -22°C. Die Umgebungstemperatur liegt bei 25°C. |
Ein Plastikbeutel mit drei Liter Wasser der Temperatur 15°C wird in eine Tiefkühlfach gelegt. Das Tiefkühlfach hat eine Temperatur von -22°C. Die Umgebungstemperatur liegt bei 25°C. |
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#Wie viel [[Energie]] muss dem Kühlgerät im Minimum zugeführt werden, um das Wasser abzukühlen? |
#Wie viel [[Energie]] muss dem Kühlgerät im Minimum zugeführt werden, um das Wasser abzukühlen? |
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#Würde man das Wasser in einem Vorgefrierfach bei -1°C zu Eis erstarren lassen, so wäre die Prozessführung energetisch günstiger. Wieso? Geben Sie zwei Gründe an. |
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Prozessführung energetisch günstiger. Wieso? Geben Sie zwei Gründe an. |
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'''Hinweis:''' Die Wärme wird total irreversibel vom zu kühlenden Körper auf das Kühlfach übertragen. Danach pumpt die Kühlmaschine die Entropie an die Umgebung ab. Also bilanziert man im ersten Teilprozess die [[Energie]]. Danach bestimmt man die vom Kühlfach an die Umgebung abzuführende [[Entropie]] und berechnet dann die Pumparbeit. |
'''Hinweis:''' Die Wärme wird total irreversibel vom zu kühlenden Körper auf das Kühlfach übertragen. Danach pumpt die Kühlmaschine die Entropie an die Umgebung ab. Also bilanziert man im ersten Teilprozess die [[Energie]]. Danach bestimmt man die vom Kühlfach an die Umgebung abzuführende [[Entropie]] und berechnet dann die Pumparbeit. |
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Quelle: Technikum Winterthur Maschinenbau 1988 |
Quelle: Technikum Winterthur Maschinenbau 1988 |
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'''[[Lösung zu Wasser im Gefrierfach|Lösung]]''' |
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Aktuelle Version vom 14. März 2012, 07:16 Uhr
Ein Plastikbeutel mit drei Liter Wasser der Temperatur 15°C wird in eine Tiefkühlfach gelegt. Das Tiefkühlfach hat eine Temperatur von -22°C. Die Umgebungstemperatur liegt bei 25°C.
- Wie viel Energie muss dem Kühlgerät im Minimum zugeführt werden, um das Wasser abzukühlen?
- Würde man das Wasser in einem Vorgefrierfach bei -1°C zu Eis erstarren lassen, so wäre die Prozessführung energetisch günstiger. Wieso? Geben Sie zwei Gründe an.
Hinweis: Die Wärme wird total irreversibel vom zu kühlenden Körper auf das Kühlfach übertragen. Danach pumpt die Kühlmaschine die Entropie an die Umgebung ab. Also bilanziert man im ersten Teilprozess die Energie. Danach bestimmt man die vom Kühlfach an die Umgebung abzuführende Entropie und berechnet dann die Pumparbeit.
Daten:
- spezifische Enthalpiekapazität (Wärmekapazität) von Wasser 4.19 kJ/(kgK)
- spezifische Enthalpiekapazität von Eis 2.1 kJ/(kgK)
- spezifische Schmelzenthalpie von Eis 334 kJ/kg)
Quelle: Technikum Winterthur Maschinenbau 1988