Wärme elektrische Energie Kühlschrank Temperatur Suppé Kühlschrankes Kühltruhe

Fragen rund um den Kühlschrank?!

Von: , Frage gestellt am Mo, 12. Dez 2005

Hallo,

der Physikunterricht wirft mal wieder einige Fragen auf. Es wäre super, wenn ihr mir helfen könntet.

1. Angenommen man hätte einen Kühlschrank mit geöffneter Tür in einem gut isolierten Raum. Nun ändert sich ja beim Betrieb des Kühlschrankes die Temperatur im Raum, aber warum und wie kann man physikalisch begründen, dass ein Kühlschrank im Sommer mehr elektrische Energie benötigt als im Winter?

2.Warum blebit eine Suppe mit Fettschicht viel länger heiß, als eine Suppe ohne Fett und welchen Zweck hat es in der Suppe herumzurühren oder über die Suppe hinweg zu blasen?
Die physikalische begründung ist mir nicht klar.

3. Im Supermarkt stehen Kühltruhen und meist oben offen. Warum ist diese Bauweise günstiger als die der Frontladern?
Wie könnte man etwa im Sommer mit solchen Kühltruhen auch das gesamte Ladengeschäft kühlen?


Vielen Danke euch allen


Anika

9 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 2 Stunden 0 hilfreich

   Re: Fragen rund um den Kühlschrank?!

   Hallo,
   
   der Physikunterricht wirft mal wieder einige Fragen auf. Es
   wäre super, wenn ihr mir helfen könntet.
   
   1. Angenommen man hätte einen Kühlschrank mit geöffneter Tür
   in einem gut isolierten Raum. Nun ändert sich ja beim Betrieb
   des Kühlschrankes die Temperatur im Raum, aber warum und wie
   kann man physikalisch begründen, dass ein Kühlschrank im
   Sommer mehr elektrische Energie benötigt als im Winter?
   Weil ein Kühlschrank nicht perfekt isoliert und bei höheren Außentemperaturen auch etwas nach innen dringt und mehr gekühlt werden muss. Das andere ist, dass die Temperatur des Kühlers an der Rückseite (handwarm etwa) näher an der Raumtemperatur liegt und so nicht mehr schnell genug kalt wird. Daher wird ein längerer Betrieb benötigt. 2.Warum blebit eine Suppe mit Fettschicht viel länger heiß,
   als eine Suppe ohne Fett und welchen Zweck hat es in der Suppe
   herumzurühren oder über die Suppe hinweg zu blasen?
   Die physikalische begründung ist mir nicht klar.
   Die Suppe besteht zu 99% aus Wasser, das ist das "heiße" daran. Wenn jetzt eine Fettschicht oben schwimmt, verdunstet weniger Wasser und kühlt somit entspechend weniger aus. Herumrühren befördert heiße Suppe aus der Mitte nach oben. Je größer der Temperaturunterschied, je schneller die Kühlung.
   Drüber hinwegblasen schafft zum einen kühlere Luft heran, wichtiger ist jedoch, dass der Wasserdampf in der Luft, der über der Suppe steht fortkommt. Nur so kann genügend heißes Wasser aus der Suppe verdampfen und diese weiterkühlen. Naßgeschwitzt auf der Skihütte im Tshirt ist super, aber wehe ein kleines Lüftchen kommt, da schnattert man ganz schnell! 3. Im Supermarkt stehen Kühltruhen und meist oben offen. Warum
   ist diese Bauweise günstiger als die der Frontladern?
   Wie könnte man etwa im Sommer mit solchen Kühltruhen auch das
   gesamte Ladengeschäft kühlen?
   Kalte Luft sinkt ab. Daher "fällt" die schöne kalte Luft raus bei Frontladern, bleibt aber bei Topladern unten drin. Baut man den Wärmetauscher der Kühltruhen nach außen, lässt die Kühltruhen innen offen kann man kühlen. Das heißt dann aber Klimaanlage und nicht mehr Kühltruhe ;)
   Vielen Danke euch allen
   
   
   Anika
   Gerne,
   jartUl
   

   • Antwort von nach 8 Stunden 0 hilfreich

     Danke, andere Frage zur Reifschicht!!!

     Hallo,
     
     vielen Dank für eure zahlreichen Antworten!
     Die haben mir wirklich weitergeholfen.
     
     Nun hätte ich aber noch eine:
     Warum bedeckt sich die Kühlfläche des Kühlschrankes mit einer ständig wachsenden Reifschicht?
     
     
     Dankeschön
     
     Anika
     

     • Antwort von nach 10 Stunden 0 hilfreich

       Re: Danke, andere Frage zur Reifschicht!!!

       Hi, Warum bedeckt sich die Kühlfläche des Kühlschrankes mit einer
       ständig wachsenden Reifschicht?
       das tut sie nur, wenn man die Tür (dauernd) auf und zu macht. Die warme Raumluft enthält eine bestimmte Menge an Wasser, sprich Luftfeuchtigkeit. Kühlt die Luft ab kann sie nicht mehr so viel Wasser speichern => es kondensiert und gefriert schließlich an den kalten Kühlflächen.
       
       
       J+
       

2. Antwort von nach 14 Minuten 0 hilfreich

   Re: Fragen rund um den Kühlschrank?!

   Hallo,
   hallo,
   der Physikunterricht wirft mal wieder einige Fragen auf. Es
   wäre super, wenn ihr mir helfen könntet.
   
   1. Angenommen man hätte einen Kühlschrank mit geöffneter Tür
   in einem gut isolierten Raum. Nun ändert sich ja beim Betrieb
   des Kühlschrankes die Temperatur im Raum, aber warum und wie
   kann man physikalisch begründen, dass ein Kühlschrank im
   Sommer mehr elektrische Energie benötigt als im Winter?
   braucht er das wirklich, wenn die tür offensteht und die gewünschte innentemperatur(des kühlschrankes) nicht erreicht wird? imho muss der kompressor immer laufen, egal ob sommer oder winter (dafür hast du ja einen gut isolierten raum in dem der kühlschrank steht)
   2.Warum blebit eine Suppe mit Fettschicht viel länger heiß,
   als eine Suppe ohne Fett
   fett isoliert und welchen Zweck hat es in der Suppe
   herumzurühren oder über die Suppe hinweg zu blasen?
   Die physikalische begründung ist mir nicht klar.
   die fettschicht wird aufgerissen,durch den löffel wird noch zusätzlich wärme abgeleitet, und beim pusten machst du das gleiche wie ein cpu lüfter.
   3. Im Supermarkt stehen Kühltruhen und meist oben offen. Warum
   ist diese Bauweise günstiger als die der Frontladern?
   wenn die tür bei einem frontlader geöffnet wird, fällt die kalte luft nach unten raus, und die nachströmende warme luft muss kpl wieder abgekühlt werden. bei einer oben offenen truhe bleibt die kalte luft im gerät liegen. Wie könnte man etwa im Sommer mit solchen Kühltruhen auch das
   gesamte Ladengeschäft kühlen?
   die eigenwärme mittels lüfter und schläuchen nach draussen führen.
   
   
   gruss wgn
   
   Vielen Danke euch allen
   
   
   Anika
   

   • Antwort von nach 46 Minuten 0 hilfreich

     Re^2: Fragen rund um den Kühlschrank?!

     2.Warum blebit eine Suppe mit Fettschicht viel länger heiß,
     als eine Suppe ohne Fett
     fett isoliert
     Nicht nur das - wenn es oben schwimmt, reduzuiert es die Verdunstung von Wasser, die die Suppe weiter kühlen würde.
     
     LG
     Stuffi
     

3. Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

   Re: Fragen rund um den Kühlschrank?!

   Hallo Anika,
   der Physikunterricht wirft mal wieder einige Fragen auf. Es
   wäre super, wenn ihr mir helfen könntet.
   
   1. Angenommen man hätte einen Kühlschrank mit geöffneter Tür
   in einem gut isolierten Raum. Nun ändert sich ja beim Betrieb
   des Kühlschrankes die Temperatur im Raum, aber warum und wie
   kann man physikalisch begründen, dass ein Kühlschrank im
   Sommer mehr elektrische Energie benötigt als im Winter?
   1. Der Kühlschrank ist eine Wärmepumpe. Dem Innenraum des Kühlschranks wird Wärme entzogen und diese an der Hinterseite wieder an die Umgebung abgegeben.
   2. Diese Wärmepumpe hat einen Wirkungsgrad <1, deshalb muss deinem Kühlschrank Energie zugeführt werden, damit er funktioniert.
   3. Die Verluste (Wirkungsgrad < 1) werden fast immer in Wärme umgewandelt.
   
   Daraus ergibt sich, dass dein Kühlschrank mehr Wärme abgeben muss, als er dem Innenraum entzieht.
   
   In den Innenraum des Kühlschranks dringt von Aussen immer Energie (Wärme) ein, wenn die Aussentemperatur höher als die Innentemperatur ist. Egal wie gut die Isolation ist, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Innen und Aussen sich verdoppelt, dring auch doppelt soviel Energie von aussen in den Innenraum ein, welche dann wieder nach aussen geführt werden muss. Wenn der Wirkungsgrad konstant wäre, würde sich auch der Stromverbrauch verdoppeln. 3. Im Supermarkt stehen Kühltruhen und meist oben offen. Warum
   ist diese Bauweise günstiger als die der Frontladern?
   Kalte Luft ist schwerer als Warme. Wie könnte man etwa im Sommer mit solchen Kühltruhen auch das
   gesamte Ladengeschäft kühlen?
   Unten ein Loch reinbohren, damit die kalte Luft auslaufen kann. Allerdings hätte man dann, ohne zusätzliche Massnahmen, kalte Füsse und einen heissen Kopf in diesem Laden.
   
   MfG Peter(TOO)
   

   • Antwort von nach 2 Stunden 0 hilfreich

     2. HS der Thermodynamik...

     Hallo 2. Diese Wärmepumpe hat einen Wirkungsgrad <1, deshalb muss
     deinem Kühlschrank Energie zugeführt werden, damit er
     funktioniert.
     Hier ist am besten zu ergänzen, dass der Wirkungsgrad nicht nur aus technischen, sondern auch aus physikalischen Gründen unter 1 ist.
     Jetzt nicht für Peter) Das hat Ursachen in der Thermodynamik... (Stichwort 2. Hauptsatz)
     
     Und, jetzt bin ich mir bei 3) aber nicht sicher, weil ich meine Literatur dazu nicht dahabe, wenn im Sommer die Temperaturdifferenz größer ist, dann sollte der EWnergieverbrauch aus verschiedenen Gründen zunehemen:
     
     1) Das Essen muss einfach starker abgekühlt werden, im Gegensatz zum Winter
     2) Die Isolierung kann bei hohen Temperaturdifferenzen nicht mehr so viel zurückhalten
     3) aus physikalischen Gründen nimmt der Wirkungsgrad ab
     
     VG, Stefan
     

     • Antwort von nach 3 Stunden 0 hilfreich

       Re: 2. HS der Thermodynamik...

       Hallo Stefan, 1) Das Essen muss einfach starker abgekühlt werden, im
       Gegensatz zum Winter
       Das ist eigentlich der kleinste Anteil. 2) Die Isolierung kann bei hohen Temperaturdifferenzen nicht
       mehr so viel zurückhalten
       Zussammengekürzt bleibt von deiner Isolation noch
       Watt bzw. Joule pro Kelvin übrig.
       Ist also linear und bei doppelter Temperatur-Differenz musst du auch die doppelte Energie aus dem Innenraum abführen um die Temperatur zu halten.
       
       Bei einem Kühlschrank mit 4°C Innentemperatur und 20°C in der Küche im Winter und 36°C im Sommer hast du schon die Verdoppelung.
       Bei einer Tiefkühltruhe, mit -20°C ist der Effekt geringer. 3) aus physikalischen Gründen nimmt der Wirkungsgrad ab
       JAIN.
       Der Wirkungsgrad ist für eine bestimmtes DeltaT optimiert. Darunter und darüber nimmt er in der Praxis ab.
       Ist eine recht komplexe Geschichte und hängt vor allem auch vom verwendeten Kühlmittel ab. Aber frage mich nicht nach Details. Es kann aber durchaus sein, dass ein Kühlschrank im kalten Keller schon Probleme hat.
       
       MfG Peter(TOO)
       

4. Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

   Re: Fragen rund um den Kühlschrank?!

   Hallo ausweg????, 1. Angenommen man hätte einen Kühlschrank mit geöffneter Tür
   in einem gut isolierten Raum. Nun ändert sich ja beim Betrieb
   des Kühlschrankes die Temperatur im Raum,
   Klar sollte sein, dass es im Raum wärmer wird! Die dem Kühlschrank zugeführte Energie wird in Wärme umgesetzt und bleibt im gut isolierten Raum. kann man physikalisch begründen, dass ein Kühlschrank im
   Sommer mehr elektrische Energie benötigt als im Winter?
   Abgesehn von dem Modell "Kühlschrank im isolierten Raum mit offener Tür": Die erfoderliche Kühlleistung muss die Erwärmung des Innenraumes ausgleichen. Die ist abhängig von der Temperaturdifferenz innen zu außen. Die ist Sommer idR größer, also wird dann mehr Kühlleistung erforderlich.
   2.Warum blebit eine Suppe mit Fettschicht viel länger heiß,
   als eine Suppe ohne Fett und welchen Zweck hat es in der Suppe
   herumzurühren oder über die Suppe hinweg zu blasen?
   Zum Fett gabs ja schion Hinweise.
   Das Blasen entfernt die warme Luftschicht und das Rühren die schon abgekühlte Suppe. Damit wird die Temperaturdifferenz zwischen Suppe und Luft größer, also mehr Energieverlust.
   
   Zum Fett gabs ja schon Kommentare. ME sollte dieser Effekt aber eher klein sein. Blasen und Rühren hilft ja auch bei Tee!
   
   Zum rest hats ja ausreichend Antworten gegeben.
   
   mfg
   
   Dirk.Pegasus
   

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