Iglu

Das Iglu ist das Schneehaus der Inuit. Im Inneren des Iglus herrschen für Arktisbewohner durchaus angenehme Temperaturverhältnisse (in der Nähe des Gefrierpunktes). Die Aussentemperaturen kann durchaus -50°C betragen. Als Wärmequellen wirken der menschliche Körper und das Qulliq (flache steinerne Öllampenschale). Steigt die Innentempertur 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.

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

Daten:

• Dichte von Eis 400 kg/m³
• spezifische Wärmekapazität 2.1 kJ/(kg K)
• Wärmeleitfähigkeit 0.55 W/(mK)
• Wärmeübergangskoeffizient 25 W/(m²K)

Lösung