Strom zu Wärme?
Wie viel Strom (Volt und Ampere) bräuchte man, um einen Körper auf 2400°C aufzuheizen? Ich finde gerade keine Formel dazu, um das umzurechnen.
Vielen Dank schonmal im Vorraus.
2 Antworten
Um einen Körper auf 2400°C zu erhitzen musst du ihm Energie zuführen. Wieviel hängt von der Masse und der spezifischen Wärmekapazität des Körpers ab, sowie dem Temperaturunterschied. Es gilt:
Dabei ist c die spezifische Wärmekapazität und Q die (Wärme-)Energie.
Q ist eine Energie, welche für Wärme in Joule (J) angegeben wird. Da alle Energieformen äquivalent sind, entspricht 1J = 1Ws (Wattsekunde).
Wattsekunde beschreibt eine Leistung pro Zeit. Für die elektrische Leistung gilt:
Nun eine exemplarische Rechnung:
Angenommen du hast 1kg Wolfram und möchtest dieses von Zimmertemperatur (20°C) auf 2400°C erhitzen. Wolfram hat eine spezifische Wärmekapazität von 138 J/(kg*K). Damit ergibt sich:
Nun ist noch entscheiden, wie schnell das ganze geschehen soll. Angenommen es soll in 15 Minuten geschehen:
Nun hast du die benötigte Leistung. Der benötigte Strom hängt nun davon ab, wie groß die Spannung ist. Zu beachten ist auch, dass der Übergang von elektrischer Energie in Wärmeenergie nicht ganz verlustfrei abläuft. Du benötigst also entweder länger oder mehr Leistung.
"Volt und Ampere" sind hier nicht festgelegt. Volt ist die Maßeinheit der Spannung. Ampere ist die Maßeinheit der Stromstärke. Energie ist das Produkt aus Spannung, Stromstärke und Zeit. Um die Temperatur eines Körpers zu erhöhen, muss diesem Energie zugeführt werden.
Die erforderliche Energie zur Erhöhung der Temperatur eines Körpers ist gleich der Temperaturerhöhung mal der Wärmekapazität des Körpers. Die Wärmekapazität ist gleich der Masse des Körpers mal dessen spezifische Wärme.
Alles klar, oder noch Fragen dazu?