Physik 2 Wärmelehre?
Ich hätte eine Frage wie ihr diese Aufgabe lösen würdet?
In einer Glühbirne befindet sich ein Glühdraht und dieser kann als Zylinderförmig angenommen werden. Die länge beträgt 3 cm und die der radius 0.5 mm. Die Glühbirne leistet 75 Watt. Wie heiß wird der glühdraht?
Bitte mit Ergebnis angeben
Berechnetw erden soll die Frage über die Gleichung Pges= sigma * T^4
sigma= 5,67*10^-8
Es handelt sich hierbei um einen schwarzen Strahler
Was genau ist das Problem, die Gleichung (von der ich glaube, dass da noch ein Faktor A für die Fläche des Strahlers fehlt) nach T umzustellen?
Das T nach der Eingabe in in meinen Taschenrechner einen zu kleinen Wert besitzt. Nach meinen Wissen beträgt die Temperatur des Glühdrahtes um die 2500 °C.
3 Antworten
Wie schon in meiner Nachfrage erwähnt und an der Einheit W / (m2·K4) von σ ersichtlich, fehlt in Deiner Gleichung der Faktor A für die abstrahlende Fläche:
Anmerkung zu (2): Die Fläche A ist die Mantelfläche der als Zylinder betrachteten Glühwendel.
Damit:
Beachtet man dabei die Einheiten von r und l (am besten in Meter umrechnen) komme ich auf eine - relativ niedrige Temperatur - von ca. 1936 K.
Hallo Leon!
Gibt es zu dieser Aufgabe weitere Bedingungen?
Grundsätzlich kannst du über die Angabe der Länge des Glühwendels und des Radius eine Fiktive Oberfläche berechnen. Über die Leistung auch die Leistung pro Flächeneinheit.
Nicht berechenbar ist die Temperatur. Es fehlen Angaben zum umliegenden Medium. Auch fehlen Angaben zum Temperaturkoeffizenten des Glühdrahtes.
Über die Wärmeleitfähigkeit kann man die Temperatur bestimmen.
Berechnet werden soll glaube ich die Gleichung über das Integral des Stefan Boltzmann Gesetz also Pges= sigma * T^4
sigma= 5,67*10^-8 W/m^2 * K^4
Außerdem handelt es sich um einen schwarzen Strahler
Ok, das ist jetzt der Gamechanger! Ich war von der Überschrift etwas irritiert. Ich habe angenommen du sollst auch den Wärmeübergang einbeziehen.
Ich rechne dir das mal vor, dann lade ich es als Bild hoch
EB um Zylinder, Leistung rein und raus bilanzieren.
Die Umgebung schluckt vermutlich alle Strahlung, sodass nur P rein geht.
Die abgestrahlte Wärme geht raus.
Wärmeleitung sollte vernachlässigbar sein.
Alles einsetzten, nach T umformen, fertig.
Muss man dort nicht die Oberfläche mit einbeziehen mit A= 2pir^2+2pirh