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| + | Zur Unterscheidung der Begriffe Temperatur und Wärme gibt es sehr gute Informationen auf der Seite "Leifi-Physik": Versuche, Erklärungen und Aufgaben zum Thema [https://www.leifiphysik.de/waermelehre/temperatur-und-teilchenmodell Temperatur und Teilchenmodell] | ||
<div class="lueckentext-quiz"> Temperatur ist eine '''Zustandsgröße'''. Je nach Bewegung der Teilchen hat ein Stoff eine hohe oder eine niedrige Temperatur. Wärme ist eine '''Prozessgröße'''. Wärme kann einem System entweder zu- oder abgeführt werden. Wärmezufuhr bewirkt eine '''Erhöhung''' der Temperatur (wenn keine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt). '''Wärmeabfuhr''' bewirkt eine Verringerung der Temperatur (wenn keine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt). </div> | <div class="lueckentext-quiz"> Temperatur ist eine '''Zustandsgröße'''. Je nach Bewegung der Teilchen hat ein Stoff eine hohe oder eine niedrige Temperatur. Wärme ist eine '''Prozessgröße'''. Wärme kann einem System entweder zu- oder abgeführt werden. Wärmezufuhr bewirkt eine '''Erhöhung''' der Temperatur (wenn keine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt). '''Wärmeabfuhr''' bewirkt eine Verringerung der Temperatur (wenn keine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt). </div> | ||
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dabei bedeuten:<br> | dabei bedeuten:<br> | ||
Q: die zu- bzw. abgeführte Wärmemenge in Wh bzw. kJ<br> | Q: die zu- bzw. abgeführte Wärmemenge in Wh bzw. kJ<br> | ||
| − | c: die spezifische Wärmekapazität in <math>\frac{ | + | c: die spezifische Wärmekapazität in <math>\frac{W \cdot h}{kg \cdot K}</math> bzw. <math>\frac{kJ}{kg \cdot K}</math><br> |
m: Masse in kg <br><br> | m: Masse in kg <br><br> | ||
<math>\Delta T</math> : Temperaturdifferenz in Kelvin (K)<br> | <math>\Delta T</math> : Temperaturdifferenz in Kelvin (K)<br> | ||
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==== Umwandlungswärme==== | ==== Umwandlungswärme==== | ||
| − | Mit Hilfe der Berechnung der Umwandlungswärme wie Verdampfungswärme bzw. Kondensationswärme, Schmelzwärme bzw. Erstarrungswärme können Wärmemengen, die für die Änderung des Aggregatzustands benötigt werden, berechnet werden. | + | |
| − | [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/innere-energie-waermekapazitaet#Phasen%C3%BCberg%C3%A4nge Animation zu den Phasenübergängen] auf Leifi-Phyisk | + | Mit Hilfe der Berechnung der Umwandlungswärme wie Verdampfungswärme bzw. Kondensationswärme, Schmelzwärme bzw. Erstarrungswärme können Wärmemengen, die für die Änderung des Aggregatzustands benötigt werden, berechnet werden.<br /> |
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| + | <iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/RV7ZVzLrXds" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe> | ||
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| + | [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/innere-energie-waermekapazitaet#Phasen%C3%BCberg%C3%A4nge Animation zu den Phasenübergängen] auf Leifi-Phyisk<br /> | ||
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| + | '''Übungsaufgabe:''' | ||
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| + | {{Aufgaben|<1a>|'''Energiebedarf berechnen'''<br> | ||
| + | Berechnen Sie die Energiemenge,die benötigt wird, um 2,3 kg Eis mit einer Temperatur von -20°C in überhitzten Dampf mit einer Temperatur von 130 °C umzuwandeln }} | ||
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| + | <popup name="Lösung"> | ||
| + | [[Datei:Lösungs Aufgabe UW.png|600px|Lösung für Aufgabe analog zu Aufgabe 106a]] | ||
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| + | {{Aufgaben|<1b>|'''Q-T-Diagramm'''<br> | ||
| + | Stellen Sie die unter Aufgabe 1a errechneten Wärmemengen in einem Q-T-Diagramm dar}} | ||
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| + | <popup name="Lösung"> | ||
| + | [[Datei:QT-Diagramm.png|600px|QT-Diagramm]] | ||
| + | </popup> | ||
==== Verbrennungswärme==== | ==== Verbrennungswärme==== | ||
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=== Energieumwandlung === | === Energieumwandlung === | ||
Erstellen von Energiebilanzen von Energiewandlern (Wirkungsgrad) | Erstellen von Energiebilanzen von Energiewandlern (Wirkungsgrad) | ||
| − | + | Am Beispiel eines Esbit-Campingkochers, mit dem Wasser erwärmt wird, wird der [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/warmekraftmaschinen/wirkungsgrad-esbitkocher Wirkungsgrad berechnet]. | |
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| − | == Wärmeübertragung== | + | ==== Energiebilanz eines Wasserkochers (Video) ==== |
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| + | == Wärmeübertragung - Wärmetransport == | ||
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Informationen, Versuche und Aufgaben zum Thema Wärmeübertragung gibt es auf der Seite [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/waermetransport Leifi-Physik]. | Informationen, Versuche und Aufgaben zum Thema Wärmeübertragung gibt es auf der Seite [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/waermetransport Leifi-Physik]. | ||
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| + | [[Kategorie:Projektwiki2Edutags]]<metakeywords>Projektwiki2Edutags,Projektwiki,ZUM.de,OER,Techniker Schule Butzbach/Verfahrenstechnik/Physikalische Grundlagen/Wärmelehre,Berufliche Schule,Verfahrenstechnik,Physikalische Grundlagen,Wärmelehre</metakeywords> | ||
Aktuelle Version vom 14. November 2020, 10:03 Uhr
Inhaltsverzeichnis |
Temperatur und Wärme
Die Wärmelehre stellt für die Lebensmittelverfahrenstechnik eine wichtige physikalische Grundlage dar.
Zur Unterscheidung der Begriffe Temperatur und Wärme gibt es sehr gute Informationen auf der Seite "Leifi-Physik": Versuche, Erklärungen und Aufgaben zum Thema Temperatur und Teilchenmodell
spezifische Wärmekapazität
Mit Hilfe der spezifischen Wärmekapazität c können Wärmemengen, die für die Erhitzung bzw. Abkühlung von verschiedenen Stoffen erforderlich sind, berechnet werden.
dabei bedeuten:
Q: die zu- bzw. abgeführte Wärmemenge in Wh bzw. kJ
c: die spezifische Wärmekapazität in 
bzw. 
m: Masse in kg
: Temperaturdifferenz in Kelvin (K)
Übungsaufgaben
Umwandlungswärme
Mit Hilfe der Berechnung der Umwandlungswärme wie Verdampfungswärme bzw. Kondensationswärme, Schmelzwärme bzw. Erstarrungswärme können Wärmemengen, die für die Änderung des Aggregatzustands benötigt werden, berechnet werden.
Animation zu den Phasenübergängen auf Leifi-Phyisk
http://www.zum.de/dwu/depot/pwl104f.gif
Übungsaufgabe:
Zur Bearbeitung auf die einzelnen "Nadeln" klicken und aus der Auswahl den richtigen Text für die Stelle auswählen
 Aufgabe <1a>
Energiebedarf berechnen |
| Aufgabe <1b>
Q-T-Diagramm |
Verbrennungswärme
Mit Hilfe des Heizwertes kann die Wärmemenge, die bei der Verbrennung entsteht, berechnet werden.
Mischungstemperatur
Berechnung von Mischungstemperaturen
Energieumwandlung
Erstellen von Energiebilanzen von Energiewandlern (Wirkungsgrad) Am Beispiel eines Esbit-Campingkochers, mit dem Wasser erwärmt wird, wird der Wirkungsgrad berechnet.
Die folgenden Aufgaben können auch mehrere richtige Antworten enthalten!
Welche der angegebenen Einheiten sind Einheiten für Arbeit, Energie oder Wärmemenge (kWh) (Joule) (!W) (Nm)
Welche der angegebenen Einheiten sind Einheiten für Leistung (Nm/s) (kW) (!kWh)
Energiebilanz eines Wasserkochers (Video)
Wärmeübertragung - Wärmetransport
Informationen, Versuche und Aufgaben zum Thema Wärmeübertragung gibt es auf der Seite Leifi-Physik.
Zuordnung
Ordnen Sie die Beispiele den richtigen Mechanismen der Wärmeübertragung (WÜ) zu.
| Wärmeleitung | WÜ innerhalb der Platte eines Wärmetauschers | WÜ durch die Wand eines Hauses | WÜ von einer Herdplatte auf einen Kochtopf |
| Konvektion | WÜ durch Luft, die an einem Heizkörper entlang strömt | WÜ vom Kochtopf auf die Suppe (mit Umrühren) | |
| Strahlung | Sonne | Ofen |
