Wärmestrom einer Herdplatte

Wissenschaft Physik
#1

Hallo Leute,
stehe vor folgendem Problem:

Gegeben ist eine Herdplatte mit bekannter Temperatur (100°C) und Fläche. Auf die Platte wird 1l Wasser mit bekannter Temperatur (20°C) gegossen.
Die Herdplatte wird nicht nachgeheizt! Ich brauche die Temperatur der Herdplatte nach ausgießen des Wassers.

Mein Ansatz war bis jetzt den Wärmestrom Q(punkt) zu errechnen; was mich allerdings nicht weitergebracht hat, da ich ja die Temperatur brauche und mit der Wärmeleitungsgleichung komme ich nicht zurecht.

Weiß jemand einen Rat? Eine Software zur Berechnung des Vorgangs?

Vielen Dank!

#2

Es handelt sich um einen einfachen Wärmeaustausch. Herdplatte und Wasser haben am Ende des Vorganges die gleiche Temperatur und haben die gleiche Wärmeenergie aufgenommen bzw. abgegeben. Da weitere Einflüsse nicht angegeben wurden, werden sie auch nicht berücksichtigt. Das Produkt aus Temperaturdifferenz und spezifischer Wärme ist für das Wasser und die Herdplatte jeweils gleich. Die Masse und das Material der Herdplatte muß noch angegeben werden. Sonst wäre die Aufgabe unbestimmt.

Gegeben ist eine Herdplatte mit bekannter Temperatur (100°C)
und Fläche. Auf die Platte wird 1l Wasser mit bekannter
Temperatur (20°C) gegossen.
Die Herdplatte wird nicht nachgeheizt! Ich brauche die
Temperatur der Herdplatte nach ausgießen des Wassers.

Mein Ansatz war bis jetzt den Wärmestrom Q(punkt) zu
errechnen; was mich allerdings nicht weitergebracht hat, da
ich ja die Temperatur brauche und mit der
Wärmeleitungsgleichung komme ich nicht zurecht.

Weiß jemand einen Rat? Eine Software zur Berechnung des
Vorgangs?

Vielen Dank!

#3

Hallo!

Sind die Wärmekapazitäten gegeben?

Schau mal unter http://www.frustfrei-lernen.de/thermodynamik/mischun…
nach.

Grüße!

#4

Die Masse und das Material der Herdplatte muß
noch angegeben werden. Sonst wäre die Aufgabe unbestimmt.

Okay, Material der Platte ist kein Problem, bei der Masse wird es dann interessant; das wäre dann sozusagen die Masse des „Heizdrahtes“ ?

Danke für die schnelle Antwort!

#5

Hallo,

sind das alle Angaben, die gegeben sind?

Viele Grüße

#6

Zu der Masse gehören die Teile, die die Wärme abgeben. das ist zunächst einmal die massive Platte. Der Heizdraht dürfte dabei belanglos sein. Wegen der Isolierung reagiert der Heizdraht verzögert. Das bewirkt eine langsam entsprechend einer gleichprozentigen Funktion abklingende Nachheizung. Wegen der geringen Masse des Heizdrahtes bringt die Berücksichtigung dieses Vorganges wohl nur wenig und ist wahrscheinlich auch gar nicht gefragt. Für die Berechnung solcher Vorgänge benötigt man die Differential- und Integralrechnung.

Die Masse und das Material der Herdplatte muß
noch angegeben werden. Sonst wäre die Aufgabe unbestimmt.

Okay, Material der Platte ist kein Problem, bei der Masse wird
es dann interessant; das wäre dann sozusagen die Masse des
„Heizdrahtes“ ?

Danke für die schnelle Antwort!

#7

Hallo mr.electro,

zur Berechnung der Temperatur brauchen wir verschiedene Dinge, nicht jedoch die Fläche der Heizplatte.

Wir brauchen die Masse der Platte und die spezifische Wärmekapazität des Plattenwerkstoffes. Dann brauchen wir um die Platte herum eine zylinderförmige Abdichtung (damit das Wasser nicht weg läuft) aus dem (masselosen) Werkstoff NICHTS.

Rechenweg: Masse der Platte mal spez. Wärme der Platte mal deren Temperatur plus Masse des Wassers mal spez. Wärme des Wassers mal dessen Temperatur. Dieser Wert wird geteilt durch Klammer auf Masse der Platte mal spez. Wärme der Platte mal Masse des Wassers mal spez. Wärme des Wassers Klammer zu.

Das Ergebnis ist die gemeinsame Temperatur von Platte und Wasser.

Gruß
Pat

#8

Ich weis leider keinen Rat

MFG Andreas