Thermodynamik: Temperaturerhaltung Wasser

Dieses Thema im Forum "Physik" wurde erstellt von DaniBani, 6 Jan. 2013.

  1. Hallo zusammen.
    Ich hab folgendes Problem:

    In meiner Küche steht eine Senseo-Kaffeemaschine. Da kamen mir einige Frage in den Sinn,
    Wenn das kleine Wasserportiönchen, das erhitzt wird, nicht gleich verbraucht wird, sondern auf Temperatur gehalten werden soll:

    - Wieviel Energie braucht das Wasser, um erhitzt zu werden?
    - Wieviel Energie muss ich in das erhitzte Wasser stecken, um es bei konst. Temp. zu halten?
    - Nach welcher Zeit würde es sich lohnen, statt die Temp. zu halten, die Kaffeemaschine auszumachen und sobald ich wieder Kaffee will, sie wieder anzuschalten?

    Angaben, die ich mir gedacht habe:

    T-Wasser_kalt = 18°C
    T-Wasser_warm = 90°C
    T-Luft = 18°C
    m = 0,125 kg

    Also die erste Frage geht ja noch zu beantworten:

    Meiner Meinung nach einfach die Formel http://img.techniker-forum.de/mimetex/mimetex.cgi?Q = m \times c_{w} \times \Delta T

    Jedoch komme ich bei der zweiten Frage schon ins Wanken. Welchen Ansatz könnt ihr mir da vorschlagen?
    Ich hab das mal über die Wärmeleitung probiert, aber da komm ich nicht so richtig weiter. Dazu habe ich mal als Wärmeleitfähigkeit "lamda"= 0,23 W/(m*K) (Polypropylen) und die Wandstärke s= 2mm genommen.
    Bin ich auf dem richtigen Weg oder total falsch?
     
  2. AW: Thermodynamik: Temperaturerhaltung Wasser

    Der Weg erscheint mir richtig.

    Beim Erhitzen des Wassers könnte das Heizelement berücksichtigt werden. Durch den elektrischen Strom wird zuerst ein Heizelement aus Kupfer und Stahl (welches Material ist in der Maschine verbaut? Wie groß ist die Masse?) erhitzt, dieses erhitzt das Wasser.

    Beim Halten der Temperatur ist die Wärmeleitung der Einstieg. Die Oberfläche des Behälters mit dem heißen Wasser fehlt noch.

    Die Temperatur der Innenseite des Behälters könnte gleich der Wassertemperatur angenommen werden. Genauer wird es, wenn der Wärmeübergang vom Wasser auf die Behälterwand betrachtet wird.

    Die Temperatur der Umgebung des Behälters ist der nächste Punkt. In der Kaffeemaschine wird die Temperatur über der Raumtemperatur liegt. Der Wärmeübergang zwischen der Behälterwand und der umgebenden Luft ist dort zu berechnen.

    Mit der Temperatur der Luft in der Maschine kann weiter gerechnet werden. Es könnte auch versucht werden die Temperatur an verschiedenen Stellen der Maschine zu messen. Berechnete Temperaturen und gemessene Temperaturen könnten verglichen werden. Der Aufwand der Berechnung kann so schrittweise von einer einfachen Abschätzung ausgehend immer weiter gesteigert werden.

    Deutlich realistischer erscheint mir die Messung der aufgenommenen elektrischen Leistung. Die berechnete Leistung könnte mit der gemessenen Leistung verglichen werden.
     

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