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Gasherd
Auf einem Gasherd steht ein Topf mit Wasser. Weshalb geht die Erwärmung von 10°C auf 20°C schneller vor sich als 70°C auf 80°C?
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Leistung
Welche Leistung ist nötig, um den 40 cm langen und 2 cm dicken Silistab eines elektrischen Ofens (Innentemperatur 300 ºC) auf Dunkelrotglut (700 ºC) zu halten?
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Durch ein Stahlrohr von 2 mm Wandstärke (λ = 45 W/m ·K) wird Wasser geleitet, das von den Flammengasen erhitzt wird. Um wieviel % ändert sich der Wärmedurchgangskoeffizient des blanken Rohres, wenn sich ein 3,5 mm starker Belag von Kesselstein (λ = 0,7 W/m ·K) gebildet hat? (αi = 25800 W/m2K, αa = 140 W/m2K)
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Berechnen Sie die Leistung, die ein Heizkörper von 1 m² Oberfläche bei einer Temperatur von 100°C an ein Zimmer von 20°C durch Strahlung höchstens abgibt!
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Heizkörper
Zu berechnen ist der Wärmedurchgangskoeffizient für die Wand eines Heizkörpers aus Stahlguss (`d=4" mm"`, `λ_W=47" W/mK"`) bei den Wärmeübergangskoeffizienten `α_"i"=1200" W/m²K"` und `α_"i"=7" W/m²K"`. Es soll gezeigt werden, dass nahezu der ganze Temperaturunterschied an der Grenzschicht der Luft liegt, sodass man den Einfluss der Gusswand und der Flüssigkeitsgrenzschicht vernachlässigen könnte.
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Kühlraum
Welche Wärmemenge strömt je Stunde von außen durch die Wände, Decken und den Boden (zusammen 216 m 2) eines Kühlraumes im Inneren eines Hauses (αi = αa = 8 W/(m2K)), wenn bei einer Außentemperatur von 18°C eine Kühltemperatur von –20°C aufrecht erhalten wird, bei 25 cm starken Wänden (λ = 0,7 W/(m2K))?
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Kühlraum
Welche Wärmemenge strömt je Stunde von außen durch die Wände, Decken und den Boden (zusammen 216 m²) eines Kühlraumes im Inneren eines Hauses, wenn bei einer Außentemperatur von 18°C eine Kühltemperatur von –20°C aufrecht erhalten wird? (`α_"i"=α_"a"=8" W/m²K"`, zusätzliche Isolierung mit einer 20 cm dicken Schicht aus Glaswolle: `λ=0,05" W/m²K"`)
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Wal
Ein Wal hat eine 30 cm dicke Fettschicht (`λ = 0,4" W/mK"`). An ihrer Innenseite ist die Körpertemperatur `T_"1" = 37"°C"`, an der Außenseite ist die Temperatur `T_"1" = 5"°C"`. Der Inhalt der Körperoberfläche ist ca. 120 m². Welche Heizleistung muss der Wal zur Aufrechterhaltung seiner Körpertemperatur aufbringen?
1258
🖩
Ein Warmwasserspeicher hat die Form eines Zylinders von 40 cm Innendurchmesser und 120 cm Länge. Er ist mit einer Isolierschicht (`d=6" cm", λ=0,07" W/mK"`) umgeben und ganz mit Wasser von 75°C gefüllt. Um wie viel Grad kühlt sich sein Inhalt bei einer Außentemperatur von 20°C in 1 h ab (`λ_"a"=7" W/m²K"`)?
1263
🖩
Von den Brennstoffelementen eines Kernreaktors, deren Oberflächentemperatur 632°C beträgt, werden pro Stunde und m² 200 MJ abgegeben. Wie groß ist die Wärmeübergangszahl, wenn das die Wärme abführende Gas die Temperatur 600°C hat?
2580
🖩
Welche Wärmemenge fließt in einer Stunde durch einen Kupferstab von 20 cm Länge und 1 cm² Querschnitt, wenn zwischen den Enden eine Temperaturdifferenz von 12 K aufrechterhalten wird?
2581
🖩
Welcher Temperatursprung liegt an einer 2,5 m² großen Fläche vor, wenn der Wärmestrom 150 W beträgt (Wärmeübergangaszahl `α=22" W/m²K"`)?
2583
🖩
Um wie viel Prozent können die Heizkosten gesenkt werden, wenn bei 2 °C Außentemperatur die Raumtemperatur von 22 °C auf 20°C gesenkt wird?
2587
🖩
Für eine Ziegelmauer wurde für mittlere Windgeschwindigkeiten eine Wärmedurchgangszahl `U=1,5" W/m²K"` errechnet.
Welche Wärmemenge geht dann durch 15 m² Wandfläche bei `vartheta'_i=20 "°C"` und `vartheta'_a=-10 "°C"` in einer Stunde verloren?
2588
🖩
Eine 3 mm dicke Fensterscheibe hat die Wärmeleitfähigkeit `λ=0,85" W/mK"`. An der Außenseite ist wegen bewegter Luft mit `α_"a"=22" W/m²K"` zu rechnen während `α_"i"` gegenüber ruhender Luft nur `8" W/m²K"` beträgt.
Wie groß ist der U-Wert für eine Scheibe?
Wie groß ist der U-Wert für zwei Scheiben im Abstand von 1 cm?
3218
🖩
Welche Konzentration in kmol/m³ muss eine Lösung haben, die bei 300 K einen osmotischen Druck von 1 bar hat?
3219
🖩
Ein Liter Meerwasser enthält etwa 30 g NaCl (`M_"r"=58,5" 1/kmol"`). Wie groß ist der osmotische Druck bei `T=300 " K"` (ohne Berücksichtigung der Dissoziation)?
3307
🖩
An der Außenseite einer 50 cm dicken Ziegelwand (`λ= 0,7 {"W"}/{"m·K"})` werden 5°C, an der Innenseite 15°C gemessen. Berechnen Sie, wie viel Wärmeenergie pro Zeit und Wandfläche nach außen geleitet wird.
3308
🖩
Aus Messungen in Bergwerken weiß man, dass die Gesteinstemperatur pro 100 m um etwa 3K steigt. Die Wärmeleitfähigkeit von Gestein liegt bei `2{"W"}/{"m·K"}`. Dadurch fließen ____ W/m² zur Oberfläche.
3309
🖩
Ein Thermometer mit einer 0,5 mm dicken Glaswand (`Lambda=1 {"W"}/{"mK"}`, `A=1"cm²"`) wird plötzlich in eine 50 K wärmere Umgebung gebracht. Um die Temperatur der Thermometerflüssigkeit anzugleichen sind 20 J erforderlich. Berechnen Sie, wie lange der Temperaturausgleich etwa dauert. (Die Formel für die Wärmeleitung soll trotz sich verändernder Temperaturdifferenz verwendet werden.
6850
🖩
Wie groß ist der Wärmestron durch die angegebene Mauer mit drei Fenstern?
Ziegelmauer: `d=35" cm"`, `λ=0,65" W/mK"`, `h_"i"=8,14" W/m²K"`, `h_"a"=23,26" W/m²K"`
Fenster: `d=3" mm"`, `λ=0,85" W/mK"`, `h_"i"=5,5" W/m²K"`, `h_"a"=13,8" W/m²K"`
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Aus einer Öffnung, die sich 10 m unter dem Wasserspiegel befindet, fließen pro Minute 504 l aus. Wie groß ist die Öf…
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