energie für konstante temperatur

brockmeyer · Anmeldungsdatum: 01.11.2009 Beiträge: 3

hallo!
vielleicht könnt ihr mir helfen!?
ich habe 20 liter öl.
das öl hat eine anfangstemperatur von 10grad und soll auf 30grad erwärmt werden. dafür brauche ich eine wärmeenergie von 720kJ.
Q= mc x (T2-T1) = 20kg x 1,8kJ/kgC x (30°C-10°C) = 720kJ

wieviel energie brauche ich um das öl auf den 30°C zu halten?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

das hängt nicht von einer thermischen Eigenschaft des Öls selbst ab, sondern von den Isolationseigenschaften (Wärmeleitwiderstand, etc...) des Ölbehälters. In einem ideal isolierten Gefäss wird das Öl für "ewig" die gleiche Tmperatur halten.

brockmeyer · Anmeldungsdatum: 01.11.2009 Beiträge: 3

ok.
dann nehmen wir mal an das öl befindet sich in einem geschlossenen kupferkessel mit einer hohen wärmeleitfähigkeit von 350 W/mK.
dann müsste ich ersteinmal ausrechnen wieviel wärme über das kupfer an die umgebung abgegeben wird,(sagen wir umgebung:18°C)
also wieviel wärme das öl pro zeiteinheit verliert, um zu ermitteln wieviel wärme/energie ich wieder dem öl zuführen muss, oder?
mit welchen formeln kann ich das errechnen?

Junge · Anmeldungsdatum: 16.11.2009 Beiträge: 39

Der Wärmeverlust kannst du wie folgt ABSCHÄTZEN

P[W] =a S[m2] (T2-T1)

wo
S - Oberfläche (ohne Bodenfläche des Kessels)
T2 - Kesseltemperatur; T1-Luft temperatur
a - Wärmeübergangskoeffizient [W/m2/K]

Der Wärmewiderstand des Kessels spielt sehr geringe Rolle und wird nicht berücksichtigt

Die Strömungsgeschwindigkeit des ableitenden Mediums ist für Abkühlungsprozesse sehr wichtig.
Ihre Größenordnung umfasst einen weiten Bereich, je nachdem ob man ruhende Gase (a = um 10 W/m2/K) oder stark bewegte Gase - Wind (um 100 W/m2/K) betrachtet, also nur eine ABSCHÄTZUNG ist möglich

brockmeyer · Anmeldungsdatum: 01.11.2009 Beiträge: 3

hey!
vielen dank für die antwort!klingt gut, aber wie genau du die oberfläche in diesem fall definierst,ist mir noch nicht ganz klar?
lassen wir den kessel mal weg und ersetzen ihn durch einen quader...meinst du dann mit S - Oberfläche (ohne Bodenfläche des Kessels) die deckplatte+seitenwände ohne die fläche die auf dem boden steht(bodenfläche), also praktisch die m²-SUMME aller luftumströmten flächen?

Junge · Anmeldungsdatum: 16.11.2009 Beiträge: 39

ja!

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Jetzt mal ne dumme Frage aus der zweiten Reihe:

Kann man hier tatsächlich die Bodenflüche vernachlässigen? Die Wärmeleitung ist doch hier stark materialabhängig und dementsprechend sehr unterschiedlich.
Wenn ich beispielsweise meiner CPU sage, wir vernachlässigen mal die Wärmeleitung, entferne jetzt den Kühler und du siehst zu wie du dich allein über Konvektion abkühlst, lässt die Kühlwirkung stark zu wünschen übrig und demenstsprechend zeitig geht mein Prozessor in Frührente.

Also so lange ich nicht weiß worauf der Behälter steht, ist das ein sehr grobes Abschätzen, oder sehe ich das falsch?

Junge · Anmeldungsdatum: 16.11.2009 Beiträge: 39

Bei solchen Fragen es immer um ein grobes abschätzen geht.
Die formel P~ a S dT zeigt die sache nicht so kompliziert, wie es tatsächlich ist. schau mal

http://cbs.grundfos.com/GPO_Austria/lexica/HEA_Radiator_exponent.html

http://de.wikipedia.org/wiki/Heizk%C3%B6rper

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Na, da geht es um Heizkörper, die generell nur eine minimale aufliegende Fläche haben.
Wenn aber ein anderes Gefäß, wie erwähnter Quader, halte ich den Untergrund für ungemein wichtig. Wenn hier der Wärmeübergang funktioniert, kann man evtl. von einer viel größeren Gesamtfläche ausgehen.

Aber das ist mit den genannten Angaben wohl nicht zu berechnen oder auch nur "abzuschätzen".

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861