Thermodynamik

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

folgendes Problem:

LZ:5
T=10°C
cp=4,18 kJ/kg*K
m= 1kg

F:In einem Kühlschrank mit Leistungsziffer von 5 soll 1Liter Wasser mit 10°C gefroren werden. Wie viel Arbeit muss angewendet werden?

Mein Ansatz:
Schritt 1:
Q=m*cp*T
Q= 1kg*4,18kJ/kg*K*10K
Q=41,8 kJ

Diese Wärmemenge muss abgeführt werden um das Wasser in Eis überzuführen!

Schritt 2:
W=Q/LZ
W=41,8/5
W=8,36 kJ

Ist diese Überlegung so richtig? Sind wirklich nur 8,36 kJ nötig um 10°C kaltes Wasser in Eis zu überführen?

Danke für die Hilfe.

Gruß

#2

Moin,

LZ:5
T=10°C
cp=4,18 kJ/kg*K
m= 1kg

F:In einem Kühlschrank mit Leistungsziffer von 5 soll 1Liter

Keine Ahnung, was eine sogenannte Leistungsziffer ist.

Wasser mit 10°C gefroren werden. Wie viel Arbeit muss
angewendet werden?

Mein Ansatz:
Schritt 1:
Q=m*cp*T
Q= 1kg*4,18kJ/kg*K*10K
Q=41,8 kJ

Diese Wärmemenge muss abgeführt werden um das Wasser in Eis
überzuführen!

Jain. Das ist nur die Wärme, um das 10° warme Wasser auf 0°C herunterzukühlen. Dann muß noch die latente Wärme des Phasenübergangs abgeführt werden, die etwa bei 332kJ/kg liegt.

Es müssen also insgesamt sowas wie 374kJ abgeführt werden.

Schritt 2:
W=Q/LZ
W=41,8/5
W=8,36 kJ

In der Annahme, die Wiki bestätigt, daß die Leistungsziffer eines Kühlschranks das Verhältnis zwischen nach außen geleiteter und eigener, vom Stromnetz aufgenommener Energie ist, ist Dein Ansatz bis auf die Vernachlässigung der Energie des Phasenübergangs korrekt.
Mit Phasenübergang bekomme mich mit dieser Definition der Leistungsziffer auf W=65kJ.

Gruß,
Ingo