3.6 Elektrowärme

Unter Elektrowärme versteht man die Umwandlung von elektrischer Energie in Nutzbare Wärmeenergie, z.B. Wasserkocher. Ein Maß für die Wärmeenergie ist die Temperatur.

Temperaturen werden in der Regel mir der Celsius- oder der Kelvinskala gemessen. bei beiden Skalen beträgt die Differenz zwischen dem Siedepunkt des Wassers und dem Gefrierpunkt des Wassers 100 Einheiten. Dadurch sind Temperaturdifferenzen bei beiden Skalen gleichgroß.

Δv = 30°C
Δv: Temperaturunterschied in °C

ΔT = 30K
    Temperaturunterschied in Kelvin

Δv = ΔT

Berechnung des Temperaturunterschieds

Δv = v₂ - v₁
ΔT = T₂ - T₁
    v₂, T₂: höhere Temperatur
    v₁, T₁: niedrigere Temperatur

Man benötigt zur Erwärmung eines Stoffes eine Energiezufuhr.
Die Höhe der Energiezufuhr ist abhängig von:

• dem zu erwärmenden Material
• von der zu erwärmenden Masse
• von der Temperaturdifferenz

 

Wth = m * c * Δv

Wth: Thermische Arbeit
m: Masse
c: spezifische Wärmekapazität
Δv: Temperaturdifferenz

Das Ergebnis erhält man in der Einheit kJ (Kilojoule)

1J ^= 1Ws
1kJ ^= 1000Ws = 1kWs

 

Die zur Erzeugung benötigte elektrische Arbeit ergibt sich aus:

W_el = U * I * t
W_el < W_th

ŋ_th = W_th/W_el
ŋ_th = m * c * Δv / U * I * t

ŋ_th: thermischer Wirkungsgrad

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