Iglu: Unterschied zwischen den Versionen

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Aktuelle Version vom 30. März 2012, 07:19 Uhr

Das Iglu ist das Schneehaus der Inuit. Im Inneren des Iglus herrschen für Arktisbewohner durchaus angenehme Temperaturverhältnisse (in der Nähe des Gefrierpunktes), obwohl die Aussentemperatur bis -50°C fallen kann. Als Wärmequellen wirken der menschliche Körper und das Qulliq (flache steinerne Öllampenschale). Steigt die Innentemperatur höher als etwa 5°C schmilzt der Schnee.

Unser Iglu sei eine Halbkugel mit einem mittleren Durchmesser von 6 m. Die Gesamtleistung aller Wärmequellen betrage 800 W.

Wie dick muss die Hülle des Iglus gemacht werden, damit die Innentemperatur in einer langen Polarnacht (-50°C) nicht unter -10°C sinkt?
Welche Temperaturen weisen dann die Innen- bzw. die Aussenfläche der Igluhülle auf?
Wie sieht ein mögliches Systemdynamik-Modell für das Temperaturverhalten des Iglus aus?
Was passiert, wenn die Aussentemperatur in 20 Tagen von -10°C sinusartig auf -50°C absinkt?

Daten:

Dichte von Igluschnee 400 kg/m³
spezifische Wärmekapazität von Schnee 2.1 kJ/(kg K)
Wärmeleitfähigkeit von Igluschnee 0.55 W/(mK)
Wärmeübergangskoeffizient innen und aussen 25 W/(m²K)

Resultate

Lösung

Lösungsvideo

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-Das Iglu ist das Schneehaus der Inuit. Im Inneren des Igus herrschen für Arktisbewohner durchaus angenehme Temperaturverhältnisse. Als normal gelten Temperaturen um den Gefrierpunkt. Im Vergleich zu den Aussentemperaturen können durchaus 50°C Unterschied bestehen. Als Wärmequellen wirken der menschliche Körper und das Qulliq (flache steinerne Öllampenschale). Steigt die Innentempertur höher als etwa 5°C schmilzt der Schnee.
+[[Bild:iglu.jpg|thumb|Iglu]] Das Iglu ist das Schneehaus der Inuit. Im Inneren des Iglus herrschen für Arktisbewohner durchaus angenehme Temperaturverhältnisse (in der Nähe des Gefrierpunktes), obwohl die Aussentemperatur bis -50°C fallen kann. Als Wärmequellen wirken der menschliche Körper und das Qulliq (flache steinerne Öllampenschale). Steigt die Innentemperatur höher als etwa 5°C schmilzt der Schnee.
-Unser Iglu sei eine Halbkugel mit einem mittleren Durchmesser von 6 m. Die Gesamtleistung aller Wärmequellen sei 800 W.
+Unser Iglu sei eine Halbkugel mit einem mittleren Durchmesser von 6 m. Die Gesamtleistung aller Wärmequellen betrage 800 W.
-#Wie dick muss die Hülle des Iglus gemacht werden, damit die Innentemperatur in einer Polarnacht (-50°C) nicht unter -10°C sinkt?
+#Wie dick muss die Hülle des Iglus gemacht werden, damit die Innentemperatur in einer langen Polarnacht (-50°C) nicht unter -10°C sinkt?
 #Welche Temperaturen weisen dann die Innen- bzw. die Aussenfläche der Igluhülle auf?
-#Wie sieht das Systemdynamik-Modell eines Iglus aus?
+#Wie sieht ein mögliches [[System Dynamics|Systemdynamik]]-Modell für das Temperaturverhalten des Iglus aus?
-#Was passiert, wenn die Aussentemperatur im 24-Stunden-Rhythmus zwischen den Werten -50°C und 0°C schwankt.
+#Was passiert, wenn die Aussentemperatur in 20 Tagen von -10°C sinusartig auf -50°C absinkt?
+'''Daten''':
+*Dichte von Igluschnee 400 kg/m<sup>3</sup>
+*spezifische [[Wärmekapazität]] von Schnee 2.1 kJ/(kg K)
+*[[Wärmeleitung|Wärmeleitfähigkeit]] von Igluschnee 0.55 W/(mK)
+*[[Wärmeübergang]]skoeffizient innen und aussen 25 W/(m<sup>2</sup>K)
+'''[[Resultate zu Iglu|Resultate]]'''
 '''[[Lösung zu Iglu|Lösung]]'''
+'''[https://cast.switch.ch/vod/clips/2mtnjommtm/link_box Lösungsvideo]'''
-[[Kategorie:Thermo]] [[Kategorie:Aufgaben]] [[Kategorie:ThermoAuf]] [[Kategorie:Modelle]] [[Kategorie:ThermoMod]]
+[[Kategorie:Thermo]] [[Kategorie:Aufgaben]] [[Kategorie:ThermoAuf]] [[Kategorie:Modelle]] [[Kategorie:ThermoMod]] [[Kategorie:UebAV]]