Zweimal Eis herstellen
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Zwei Methoden, um aus 20°C warmem Wasser Eis von -20°C herzustellen, sollen verglichen werden. Bei der direkten Methode wird ein Kilogramm Wasser in eine Kühltruhe gelegt. Die zugehörige Wärmepumpe arbeitet reversibel zwischen -28°C und 30°C. Bei der zweiten Methode wird das Wasser zuerst in eine zweite Truhe gegeben, deren Wärmepumpe zwischen -8 °C und 30 °C reversibel arbeitet. Sobald aus dem Wasser Eis von 0°C geworden ist, wird dieses in die erste Kühltruhe gelegt und auf -20°C abgekühlt. Berechnen Sie je die totale Prozessenergie, um ein Kilogramm Wasser von 20°C auf -20°C abzukühlen.
- spezifische Wärmekapazität (Enthalpiekapazität) von Wasser 4.2 kJ/(kg.K)
- spezifische Wärmekapazität (Enthalpiekapazität) von Eis 2.1 kJ/(kg.K)
- spezifische Schmelzenthalpie von Eis 334 kJ/kg
Quelle: Datenanalyse und Prozessdesign 2003 ZHW