Hilfe! Muß vom Wasserkocher aufgenommene Wärme, abgegebene Wärme u Wirkungsgrad errechnen. Wasserkocher(P=3000W), 0,5l, in 1min von 20°C auf 90°C. Wie geht das?

Berechne

1) Die in die Erwärmung des Wassers geflossene Energie (0,5 l Wasser von 20°C auf 90°C erwärmen benötigt wieviel Energie?)

2) Die aufgenommene elektrische Energie (P = U * I)

Der Quotient 1) durch 2) ist der Wirkungsgrad. Dieser gibt ganz allgemein an, wieviel Prozent des Aufwands in das gewünschte Ergebnis fließen - der Rest sind Verluste, in Deinem Beispiel Wärme, die in die Umgebung anstatt ins Wasser geht.

Abgegebene Wärmeenergie des Kochers an das Wasser

Qab=m *c * (t2-t1)=0,5kg * 4,19 KJ/(Kg*K) * (90° - 20°)=146,65 KJ

Pab= Qab/t=146650 J/60 s=2444,16 W (Watt)

Wirkungsgrad n=Pab/Pzu= 2444,16 W/3000 W=0,8147 

oder in Prozent n=Pab/Pzu * 100 %=81,15  %

HINWEIS : - 0,5 L= 0,5 kg Wasser

c=4,19 KJ/(Kg*K) spezifische Wärmekapazität von Wasser siehe Physik-Formelbuch 

Um 1 l=1 Kg Wasser um 1° Celsius zu erwärmen, braucht man eine Energie von 4,19 KJ (Kilojoule)

Qab ist die Energie die vom Kocher an das Wasser abgegeben wurde.

Leistung P ist die Energie pro Zeiteinheit t Pzu=Qzu/t oder Pab=Qab/t

n=Pab/Pzu=Qab/Qzu

Pzu ist die zugeführte Leistung des Stromnetzes an den Kocher

Qzu ist die zugeführte Energie des Stromnetzes an den Kocher

Qab ist die abgegebene Energie an das Wasser vom Kocher

es gilt Qzu=Qab + Qverl

Qverl ist die verlorene Energie an den Kocher (Verlustenergie/Verluste)

Ich gebe erst mal nur den Weg.... wenn es hakt, dann frage nach!

Es gilt der Energiesatz: Energie_rein - Energie_raus = Energie_drinnen

Energie_rein: das sind die 3000 W * 1 min (elektrische Arbeit)

Energie_drinnen: m_wasser * c_wasser * delta_T 

Die Differenz Energie_rein - Energie_drinnen = Energie_raus

nun hast da auch alles für den Wirkungsgrad:

Wirkungsgrad: .  . .  schau mal in die Definition des Wirkungsgrades.