Wieviel wäre braucht man um die Luft in einem Klassenzimmer von 12 grad auf 23 grad zu erwärmen ( wie viel Wasser könnte man damit zum Sieden bringen )?
3 Antworten
siehe Physik-Formelbuch
spezifische Wärmekapazität von Luft,bei konstanten Druck p
cp(Luft)=1,009 KJ/kg (Kilojoule pro kg)
Zustandsgleichung idealer Gas p*v=m*R*T
v=Volumen in m³ (Kubikmeter)
p=absoluter Druck in Pa (Pascal)
m=Masse der Luft in kg
R(Luft)=287 KJ/(kg*k) Gaskonstante der Luft
T=Temperatur in K (Kelvin)
t=23° Celsius=(273,15°+23°)=296,15° Kelvin
v=1 m³
p=101325 Pa (Normdruck der Luft,schwankt ein bischen)
1 m³ Luft (p=101325 Pa,t=23° Celsius)hat dann einen Masse von
m=101325 Pa*1m³/(287 KJ/(kg*K)*296,15° K)=
m=1,192 kg
also,bei diesen Werten hat die Luft eine Masse von
m=1,192 kg/m³
Um nun 1 m³ Luft in diesem Zustand um 1° Celsius zu erwärmen,braucht man eine Energie von
Ezu=m*cp(Luft)*(t2-t1) mit t2-t1)=1° Celsius
Ezu=1,192 kg/m³*1,009 kJ/(kg*T)*1°=
Ezu=1,2 KJ (Kilojoule)
Von t1=12° auf t2=23°
Ezu(12 auf 23)=1,192*1,009*(23°-12°)=13,23 KJ/m³
Nun mußt du nur noch das Volumen des Raums ausrechnen und hat dann den theoretischen Energiewert um die Luft von 12° Celsius auf 23° Celsius zu erwärmen.
Hinweis:Allerdings bringt dir das nicht viel,weil ja die Wärmeenergie über die Wände nach aussen abgeführt wird.
Das ist aber abhängig davon,wie gut oder schlecht die Wände die Wärmeenergie nach aussen ableiten.
Siehe Physik-Formelbuch,Wärmedurchgangskoeffizient
Formeln und Beispiele zur (ungefähren/idealisierten) Berechnung findest Du hier:
https://www.energie-lexikon.info/waermekapazitaet.html
Die Maße des Klassenzimmers richtig einsetzen.
Kommt auf die Größe des Klassenzimmers (also auf das Luftvolumen an).
300 kg entsprächen einem Volumen von ca. 250 Kubikmetern. Bei einer Höhe von 2,5 m ergibt das eine Fläche von 100 Quadratmetern. Ordentliches Klassenzimmer!
Aber wenn du die Masse schon kennst - Spezifische Wärmekapazität von Luft gugeln und rechnen. Die Sache mit dem Wasser ist halt, wie warm ist es denn schon? 1°C, 90°C? Keine Daten - keine Antwort.
300kg