Frage von Fbnt1, 31

Wie muss man bei der Wärmelehre den Wirkungsgrad miteinberechnen?

Für die Wärmekapazität gibt es die Formel

Q = mc∆T

Wenn ich jetzt einen Wirkungsgrad von 80% also 0,8 habe, wie muss ich diesen dann einberechnen?

Q = mc∆T * 0,8

oder

Q0,8 = mc*∆T

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 9

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen Wirkung und Aufwand.

eta = Q_w / Q_a

Die Wirkung ist vorgegeben, z.B. eine bestimmte Menge Wasser zu erwärmen.

Die Wärmemenge, die hinterher im Wasser steckt, ist die Wirkung Q_w.

Q_w = mc∆T

aus eta = Q_w / Q_a
folgt:
Q_a = Q_w / eta = mc∆T / 0,8

Q_a wäre der Aufwand, also z.B. welche Wärmemenge die Heizplatte erzeugen muss, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.

Kommentar von Hamburger02 ,

Danke für Stern und Kompliment.

Antwort
von Simko, 11

Der Wirkungsgrad ist leistungsbezogen und daher lediglich ein Momentanwert.

Für energetische Betrachtungen sind Nutzungsgrade bzw. Anlagenaufwandszahlen erforderlich!

Obige Formel ist eine Energie, keine Leistung!

Antwort
von dompfeifer, 21

Deine Frage ergibt schlicht keinen Sinn.

Die Wärmekapazität ist eine physikalische Größe, die Eigenschaft eines Körpers. Weder Körper noch Wärmekapazitäten können "Wirkungsgrade" haben. Das sind schließlich keine Maschinen und verfügen auch nicht über einen naturgemäßen "Nutzenergie-Anteil".

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie bei technischen Prozessen.

Kommentar von Fbnt1 ,

Wenn ich die thermische Arbeit eines Gerätes berechnen möchte (Q) und das Gerät aber nur einen Wirkungsgrad von 80% hat, dann muss dieser berücksichtigt werden innerhalb der Rechnung. Aber ich weiß leider nicht an welcher Stelle.

Kommentar von dompfeifer ,

Nehmen wir an, es wird in einem Ofen die chemische Energie Q (Brennwert des Heizmaterials) in Wärme gewandelt, und dabei entweichen 20% der Wärme nutzlos durch den Kamin, dann haben wir einen Wirkungsgrad von 0,8. Damit kommen Q mal 0,8 als Nutzenergie der Raumheizung zugute. Das ist ein Prozess!

Ich weiß nicht, ob ich Dich da ganz verstanden habe. Wie bringst Du den Wirkungsgrad mit der Wärmekapazität in Verbindung? Kannst Du die Aufgabe vielleicht etwas genauer beschreiben?

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