Benötigte Leistung für das Erhitzen von Wasser

Aufrufe: 3048     Aktiv: 26.12.2020 um 17:50

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Hallo!

Ich muss folgende Aufgabe berechnen, bekomme aber leider immer das falsche Ergebnis heraus und weiß nicht, woran es liegt.

"Ein elektrischer Durchlauferhitzer soll 20 Liter/min Kaltwasser (10°) auf eine Temperatur von 50°C erhitzen. Welche Leistung benötigt er dafür? (Spez. Wärmekapazität des Wassers: 4,2 J/gK)"

Ich habe die Formel für die spez. Wärmekapazität nach Q umgestellt, also: c*m*Delta T = Q. Eingesetzt habe ich: c = 4,2; m = 20; Delta T = 40. Für Q habe ich so 3360 herausbekommen. Das wären dann ja 3.36 kW. Das richtige Ergebnis ist laut Lösung aber 56 kW. Kann mir jemand sagen, wo mein Fehler liegt?

Danke!

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Die Formel die du verwendest ist zwar richtig, nur stimmen deine Einheiten nicht und du bist noch nicht fertig.

Die Einheit der Wärmekapazität ist

\([c]=\dfrac{\text{J}}{\text{g}\cdot \text{K}}=\dfrac{\text{kJ}}{\text{kg}\cdot \text{K}}\)

Da bedeutet: Du rechnest entweder mit der Masse in g, dann bekommst du Joule heraus oder du rechnest mit der Masse in kg, dann bekommst du kilo Joule heraus.

Es sind also zwei Rechnungen möglich:

\(Q=4.2\dfrac{\text{kJ}}{\text{kg}\cdot \text{K}}\cdot 20\text{kg}\cdot 40\text{K}=3360\text{kJ}\)

oder

\(Q=4.2\dfrac{\text{J}}{\text{g}\cdot \text{K}}\cdot 20000\text{g}\cdot 40\text{K}=3.36\cdot10^6\text{J}=3360\text{kJ}\)

Es ist egal wie du rechnest, es kommt das selbe heraus. Nur musst du darauf achten, wie deine Einheit am Ende ist.

Jetzt dein zweiter Fehler:

Die Einheit von Leistung ist \([P]=\text{W}\)

Also Watt, du bekommst aber Joule heraus, das ist keine Leistung sondern Energie.

Leistung ist Energie pro Zeit.

\([P]=\text{W}=\dfrac{\text{J}}{\text{s}}\)

Du bekommst dann

\(P=\dfrac{3360\text{kJ}}{60\text{s}}=56\text{kW}\)

Gewöhn dir auf jeden Fall an, Einheiten dazu zu schreiben. 

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