20 Kg Wasser verdampfen lassen, Physik
Hey, die Aufgabe lautet ' 20kg Wasser mit der Anfangstemperatur 20°C sollen vollständig verdampft werden. Welche Wärmemenge ist dafür erforderlich? Welche Menge Braunkohlenbriketts muss dafür verbrannt werden?'
Ich bin so rangegangen, dass ich erstmal berechnet habe, wie viel Wärme hinzugeführt werden muss. Habe einen Wert von 45120J herausbekommen. Wäre das korrekt?
Bei der zweiten Aufgabe weiß ich leider nicht weiter. Hab rausgefunden, dass Braunkohle eine spez. Wärmekapazität von 1,7-2,7 haben kann. Wie rechne ich damit weiter?
3 Antworten
Erstmal das Wasser erwärmen:
m * cp * delta T = 20kg * 4,182 KJ/kg K * 80 K = 6691,2 kJ
Dann das Wasser verdampfen:
m * spezifische Verdampfungsenthalpie = 20kg * 2257KJ/kg = 45140 kJ
Addiert: 51831kJ wird benötigt um 20kg Wasser auf 100°C zu erhitzen und dann zu verdampfen.
Heizwert von Braunkohlebriketts laut Wiki: 19,6 MJ/kg
Daraus lässt sich jetzt die nötige Masse Braunkohle berechnen um die Energie bereit zustellen:
51831kJ / 19600kJ/kg = 2,64 kg
20K meine ich und vergiss die Frage, hab's rausgefunden ^^ Dankeschöön!
Gerne und danke für den Stern :)
Die 2,64kg setzen natürlich einen Wirkungsgrad von 100% vorraus, dh, dass die ganze Verbrennungswärme ans Wasser abgegeben wird.
Hallo, die Aufgabe ist gar nicht mal so einfach, denn du willst ja Wasser verdampfen lassen. Daher musst du erst mal die Wärmemenge berechnen um das Wasser zum sieden zu bringen (ich nehm mal an es soll unter Normalbedingung sein, also ca.100°C bei 1013mBar Umgebungsdruck). D.h Wassermasse * Wärmekapazität* Temperaturdifferenz. Da komm ich schon auf einen größeren Wert als du. Dann kommt nochmal obendrauf die Verdampfungsenthalpie von Wasser. Wie die zu bestimmen ist, weiß ich nicht mehr genau, aber das wirst du irgendwo in deinen Unterlagen finden. Wiki sagt 2257KJ/kg bei 100°C. Um die Menge von dazu benötigter Braunkohle zu berechnen brauchst du nicht die Wärmekapazität sondern den Heizwert, also den Wert der Aussagt wieviel Wärme bei der Verbrennung von einen Masseneinheit (zumeist MJ/kg) Braunkohle entsteht. Dann musst du die benötigte Wärmemenge zum verdampfen durch den Heizwert teilen und du hast die benötigte Menge (bei 100% Wirkungsgrad der Heizeinheit) Braunkohle.
Wenn es keine Zeitbegrenzung gibt, dann brauchst du theoretisch gar keine Wärmeenergie, um 20kg Wasser zu verdampfen: Aufgrund der Gleichgewichtsreaktion zwischen flüssigem und gasförmigen Wasser wird das flüssige Wasser mit der Zeit von ganz allein verdampfen.
Verdammt... Hab ganz übersehen, dass auch bei -150 Grad Celsius (da funktioniert das immer noch mit Sublimation) Wärmeenergie aus der Umgebung genutzt werden kann.
Dann senke ich halt den Luftdruck um ein paar Größenordnungen :P Ja, ich mag es, Antworten zu geben, die einen anderen Ansatz nutzen, als der Lehrer sich bei der Aufgabe gedacht hat^^
Erstmal: danke für die Antwort!
Aber wieso steht bei dir bei mc * cp * delta T für delta T 80K ? Müssten da nicht 20°C/293K stehen?