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HVT (Fach) / 789 (Lektion)

Diese Lektion wurde von Cvetelina erstellt.

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• Welche Heizleistung ist notwendig um den Wärmestrom durch ein 2 m² großes Fenster mit Einfachverglasung auszugleichen, wenn das Glas eine Dicke von 7 mm hat? Folgende Werte sin gegeben: Wärmeleitfähigkeit des Glases 0,85 W/mK; Wärmeübergangskoeffizient innen: 12,5 W/m²K; Wärmeübergangskoeffizient außen 25 W/m²K; Innentemperatur 22 °C; Außentemperatur -10 °C. [300 - 600]
• Die Schmelzwärme von Eisen soll bestimmt werden. Dazu wird zu 2,3 kg flüssiges Eisen mit einer Temperatur von 1870 °C 0,5 kg festes Eisen mit einer Temperatur von 1538 °C gegeben. Es entsteht ein flüssiges Gesamtgemisch mit einer Temperatur von 1704 °C. Wie ist die Schmelzwärme von Eisen? (Schmelztemperatur Eisen: 1538 °C; spezifische Wärmekapazität Eisen: cE=0,46 kJ/(kg*K)) 274 - 276
• Sie möchten 350 ml Kaffee mit einer Trinktemperatur von 57 °C zubereiten. Auf welche Temperatur müssen Sie 200 ml Wasser erhitzen, wenn Sie anschließend noch 150 ml Wasser von 16 °C hinzugeben möchten? Geben Sie das Ergebnis als ganze Zahl mit der Einheit °C an. [88 °C] °C
• Sie möchten sich eine Kanne Tee kochen. Dazu müssen Sie 1,5 l Wasser von 18°C auf 100°C erhitzen. Wieviel Energie benötigen sie dazu? Vernachlässigen Sie Verluste zum Erwärmen des Topfes und der Umgebung! Runden Sie Ihr Ergebnis auf eine ganze Zahl! [514 - 516]
• Sie möchten Tee mit einer Trinktemperatur von 57 °C zubereiten. Dafür steht Ihnen gekochtes Wasser von 100 °C und Leitungswasser von 17 °C zur Verfügung. Wieviel ml heißes Wasser benötigen Sie für 0,7 l Tee? Geben Sie Ihr Ergebnis als ganze Zahl an. 337]
• Wieviel CO2 wird an einem Wintertag mit einer Außentemperatur von -3 °C durch eine Gasheizung ausgestoßen, wenn mit ihrer Heizleistung der Wärmestrom durch zwei 2,5 m² große Fenster mit Einfachverglasung ausgeglichen werden muss und man davon ausgeht, dass die Heizung in den Nachtstunden von 23 bis 6 Uhr nicht in Betrieb ist. Das Fensterglas hat eine Dicke von 8 mm und seine Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,9 W/mK. (Wärmeübergangskoeffizient innen: 13 W/m²K, außen: 26 W/m²K; Innentemperatur 21 °C). Geben Sie Ihre Antwort als ganze Zahl mit der Einheit kg an. [3 kg] KG
• Sie möchten 2,5 l Wasser, das Raumtemperatur besitzt erhitzen. Dafür steht Ihnen allerdings nur eine begrenzte Menge Energie von 380 kJ zur Verfügung. Welche Temperatur können Sie damit maximal erreichen? [55 - 57]
• Gegeben ist ein Warmwasser- Radiator mit einer Wandstärke von 5 mm und einer Wärmeleitfähigkeit von 50 W/mK. (Wärmeübergangskoeffizient Wasser- Wandung ist 500 W/m²K) Um wieviel Prozent erhöht sich die Wärmeabgabe des Heizkörpers, wenn der Wärmeübergangskoeffizient Wandung- Raumluft durch erzwungene Konvektion von 10 auf 20 W/m²K erhöht wird? 90 - 100]
• Welche Mischtemperatur stellt sich ein, wenn zu einem Liter Wasser mit einer Temperatur von 25 °C 1,5 Liter Wasser mit einer Temperatur von 50 °C gegeben wird? Vernachlässigen Sie die Abgabe von Wärme an die Umgebung. [39 - 41]
• Bei einem Durchlauferhitzer strömt Wasser durch ein Kupferrohrsystem mit der Wandstärke 0,6 mm. Diese Rohre werden in direktem Kontakt von elektrischen Widerstandsheizkörpern erwärmt. (λ = 380 W/mK; αinnen = 5000 W/m²K; αaußen = 100 W/m²K) Um wieviel Prozent verringert sich der Wärmestrom, wenn sich eine Kesselsteinschicht von 1 mm gebildet hat. (λ`= 0,8 W/mK) [5 - 15]
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• Ein Verbundglasfenster von 2 m² Fläche besteht aus zwei Glasscheiben von je 3,5 mm Dicke, zwischen denen sich Luft befindet. Folgende Werte sind gegeben: Wärmeleitfähigkeit des Glases 0,85 W/mK; Wärmedurchgangskoeffizient der Luft im Spalt mit Konvektion: 5,9 W/m²K; Wärmeübergangskoeffizient innen: 12,5 W/m²K; Wärmeübergangskoeffizient außen 25 W/m²K; Innentemperatur 22 °C; Außentemperatur -10 °C. Welche Heizleistung ist erforderlich um den Wärmestrom durch das Fenster auszugleichen? 150 - 300]
• Sie haben in Ihrem Mikrowellengerät 250 ml Milch auf 70 °C erhitzt. Da Sie aber nur eine Trinktemperatur von 40 °C wünschen, gießen Sie einfach noch 200 ml kalte Milch hinzu. Welche Temperatur muss die kalte Milch haben, um die gewünschte Mischtemperatur zu erreichen? 2,5 °C
• Wieviel Liter Wasser können mit einer Energiemenge von 0,7 kWh in einem Boiler von 17 °C auf 38 °C erwärmt werden? 28,6
• Wieviel Liter Wasser können mit einer Energiemenge von 0,7 kWh in einem Boiler von 17 °C auf 38 °C erwärmt werden? 28,6
• Bei der Zubereitung von Baby- Instant- Tee mit einer Trinktemperatur von 35 °C steht abgekochtes Wasser von 18 °C und 95 °C zur Verfügung. Welche Wassermengen müssen für 200 ml Tee gemischt werden, wenn Wärmeabgabe an Gefäß und Umgebung unberücksichtigt bleiben? richtig156 ml kaltes Wasser und 44 ml heißes Wasser
• Eine Tiefkühltruhe (T = -18 °C) steht in einem Kellerraum (T = 6 °C). Die Wandstärke beträgt 12 cm und die Wärmeleitfähigkeit der Gerätewand 7 W/mK. Wie groß ist die Fläche des Gerätes über die je Stunde eine Wärmemenge von außen 1655 W einströmt? Die Wärmeübergangskoeffizienten betragen innen und außen jeweils 5 W/m²K. [27 - 30]
• Wie groß ist die Leistungszahl einer Tiefkühltruhe bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C? Geben Sie Ihr Ergebnis auf eine Dezimalstellen gerundet an. [6.7]
• Welche Kosten verursacht der Betrieb Ihres Kühlschrankes pro Woche, wenn das Gerät im Betrieb eine Leistung von 95 W hat und seine relative Einschaltdauer 45 % beträgt? Die Stromkosten belaufen sich auf 0,20 € pro kWh. [1 - 2]
• Welche Leistungszahl hat eine Tiefkühltruhe bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C? Geben Sie Ihr Ergebnis auf zwei Dezimalstellen gerundet an. [5.93]
• Ihr Kühlschrank hat im Betrieb eine Leistung von 100 W und eine relative Einschaltdauer von 40 %. Wieviel CO2 stößt der Kühlschrank täglich aus? Geben Sie das Ergebnis mit der Einheit g an. 480 g G
• Ihr Kühlschrank hat im Betrieb eine Leistung von 100 W und eine relative Einschaltdauer von 40 %. Wieviel CO2 stößt der Kühlschrank täglich aus? Geben Sie das Ergebnis mit der Einheit g an. 178 kg] K_g
• Wie groß ist die Leistungszahl einer Tiefkühltruhe bei einer Umgebungstemperatur von 36 °C? Geben Sie Ihr Ergebnis auf eine Dezimalstelle gerundet an. [4.7]
• Ein Kühlschrank hat im Betrieb eine Leistung von 110 W und eine relative Einschaltdauer von 40 %. Wieviel Energie benötigt der Kühlschrank pro Woche? Geben Sie Ihre Antwort als ganze Zahl mit der Einheit kWh an. Antwort: [7 kWh]
• Ihr Kühlschrank verursacht pro Woche Kosten in Höhe von 0,90 €. Wieviel Energie benötigt der Kühlschrank pro Woche? Eine kWh Strom kostet zur Zeit 21 Cent. 4100 - 4300]
• Wieviel kostet der Betrieb Ihres Kühlschrankes pro Tag, wenn das Gerät im Betrieb eine Leistung von 100 W hat und seine relative Einschaltdauer 30 % beträgt. Die Stromkosten belaufen sich auf 0,19 € pro kWh. 14 Cent
• Wie hoch sind die jährlichen Kosten für den Betrieb eines leeren Kühlschranks, wenn der Kühlschrank in 365 Tagen für seinen Betrieb 148 kWh Strom verbraucht, bei einem Strompreis pro kWh von 0,20 €? Geben Sie den Betrag in € mit einer Dezimalstelle an. [29.6 €]
• Der Betrieb Ihres Kühlschrankes kostet pro Jahr 46 €. Wieviel % der Zeit ist der Kühlschrank tatsächlich eingeschaltet, wenn er im Betrieb eine Leistung von 100 W hat? Die Stromkosten belaufen sich auf 20 Cent pro kWh. 26 %
• Der Betrieb Ihres Kühlschrankes kostet pro Jahr 46 €. Wieviel % der Zeit ist der Kühlschrank tatsächlich eingeschaltet, wenn er im Betrieb eine Leistung von 100 W hat? Die Stromkosten belaufen sich auf 20 Cent pro kWh. [20 - 30]
• Wieviel kostet der Betrieb Ihres Kühlschrankes pro Tag, wenn das Gerät im Betrieb eine Leistung von 100 W hat und seine relative Einschaltdauer 30 % beträgt. Die Stromkosten belaufen sich auf 0,19 € pro kWh. 14 Cent
• Ein Kühlschrank hat im Betrieb eine Leistung von 90 W und eine relative Einschaltdauer von 45 %. Wieviel Energie benötigt der Kühlschrank pro Tag? Geben Sie Ihre Antwort in kWh auf zwei Dezimalstellen gerundet an. [0.97 kWh]
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• Ihr Kühlschrank verursacht in 365 Tagen Stromkosten in Höhe von 35 € bei einem Strompreis von 20 Cent pro kWh. Wie hoch ist der Energiebedarf des Kühlschranks pro Tag? Geben Sie Ihre Antwort auf eine Dezimalstelle gerundet mit der Einheit kWh an. [0.5 kWh]
• In der Chaos-WG ist Krisensitzung, da die Höhe der letzten Stromrechnung sogar die schlimmsten Befürchtungen übertroffen hat. Jetzt muss überlegt werden, wo Energie eingespart werden kann. Einer der cleveren Mitbewohner macht den Vorschlag, den zusätzlichen Kühlschrank (Nutzinhalt: 151 l) abzuschalten, der fast das ganze Jahr leer in Betrieb und nur zwei Tage pro Monat voll beladen ist. Wieviel Geld könnte die WG dadurch in einem Jahr sparen, wenn der Kühlschrank einen Jahresverbrauch von 154 kWh hat und zusätzlich pro 100 l Nutzinhalt in 24 h 0,28 kWh Energie benötigt? Die WG muss pro kWh Strom 20 Cent zahlen. 30.0 - 36.0]
• Eine Tiefkühltruhe (T = - 18 °C) steht in einem Kühlraum und besitzt die Außenabmessungen (L x B x H) = 1,8 m x 0,9 m x 1 m. Die Wandstärke ist 0,09 m und die Wärmeleitfähigkeit der Gerätewand ist 0,06 W/m K. Die Wärmeübergangszahl innen ist 6 W/m² K, die Wärmeübergangszahl außen ist 30 W/m² K. Wie dick muss eine zusätzliche Isolierschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,03 W/m K, gewählt werden, um den höheren Wärmestrom auszugleichen, der entsteht, wenn die Temperatur im Keller von 20 °C auf 25 °C angestiegen ist? [6 - 7]
• In der Chaos-WG ist Krisensitzung, da die Höhe der letzten Stromrechnung sogar die schlimmsten Befürchtungen übertroffen hat. Jetzt muss überlegt werden, wo Energie eingespart werden kann. Einer der cleveren Mitbewohner macht den Vorschlag, den zusätzlichen Kühlschrank (Nutzinhalt: 151 l) abzuschalten, der fast das ganze Jahr leer in Betrieb und nur zwei Tage pro Monat voll beladen ist. Wieviel Geld könnte die WG in 30 Tagen dadurch sparen, wenn der Kühlschrank einen Jahresverbrauch von 154 kWh hat und zusätzlich pro 100 l Nutzinhalt in 24 h 0,28 kWh Energie benötigt? Die WG muss pro kWh Strom 20 Cent zahlen. In der Chaos-WG ist Krisensitzung, da die Höhe der letzten Stromrechnung sogar die schlimmsten Befürchtungen übertroffen hat. Jetzt muss überlegt werden, wo Energie eingespart werden kann. Einer der cleveren Mitbewohner macht den Vorschlag, den zusätzlichen Kühlschrank (Nutzinhalt: 151 l) abzuschalten, der fast das ganze Jahr leer in Betrieb und nur zwei Tage pro Monat voll beladen ist. Wieviel Geld könnte die WG in 30 Tagen dadurch sparen, wenn der Kühlschrank einen Jahresverbrauch von 154 kWh hat und zusätzlich pro 100 l Nutzinhalt in 24 h 0,28 kWh Energie benötigt? Die WG muss pro kWh Strom 20 Cent zahlen. [2.5 - 3.1]
• Ein Kühlschrank, der nur 20 % der Zeit tatsächlich eingeschaltet ist, verbraucht in 7 Tagen 8 kWh elektrische Energie. Welche Leistung hat der Kühlschrank im Betrieb? Geben Sie das Ergebnis als ganze Zahl mit der Einheit W an. [238 W]
• Solarzellen nutzen als alternative Energielieferanten direkt die Sonnenstrahlung. Die eingestrahlte Leistung beträgt in unseren Breiten etwa 1 kW/m². Der Wirkungsgrad liegt im Durchschnitt bei 15 % und eine einzelne Zelle liefert eine Spannung von 1,5 V. Welche Fläche muss unter den genannten Bedingungen genutzt werden, um einen täglichen Energiebedarf von 10 kWh bei einer durchschnittlichen Betriebsdauer von 5 h pro Tag decken zu können? [12 - 14]
• Die im Bild dargestellte Glühlampe (110V/0,55A) habe einen Wirkungsgrad von 5 %. Wie viel elektrische Energie kann in 2 h für die Beleuchtung eines Raumes genutzt werden? [5 - 7]
• Sie haben vier Widerstände R1= 1,5 Ω, R2= 5 Ω, R3= 4 Ω und R4= 1,8 Ω, mit denen Sie eine Schaltung bauen möchten, Dazu schalten Sie R2 und R3 zueinander parallel und R1 und R4 zu dieser Parallelschaltung in Reihe. Welchen Gesamtwiderstand hat Ihre Konstruktion bei einer Gesamtspannung von 20 V? Geben Sie Ihr Ergebnis als ganze Zahl mit der Einheit Ohm an. [6 Ohm]
• Welchen Wirkungsgrad hat eine Masse-Kochplatte (1400 W), wenn in 5 min 42 Wh elektrische Energie für die Erwärmung eines Topfes mit Wasser genutzt werden können? Geben Sie das Ergebnis als ganze Zahl mit der entsprechenden Einheit an. [36 %
• Solarzellen nutzen als alternative Energielieferanten direkt die Sonnenstrahlung. Die eingestrahlte Leistung beträgt in unseren Breiten etwa 1 kW/m². Der Wirkungsgrad liegt im Durchschnitt bei 15 % und eine einzelne Zelle liefert eine Spannung von 1,5 V. Wie viele Zellen müssen hintereinander geschaltet werden, damit eine Gesamtspannung von 12 V erreicht wird? [8 - 8]
• Ein elektrisches Dampfbügeleisen hat auf dem Typenschild die Aufschrift 230 V/1200 W. Welche Stromstärke fließt bei Nennspannung durch den Heizwendel? Geben Sie Ihr Ergebnis als ganze Zahl mit der richtigen Einheit an. [5 A]
• Ein elektrischer Heizkörper enthält zwei gleichgroße Widerstände. Damit werden drei verschiedene Schaltstufen realisiert, die unterschiedlich hohe Leistungen liefern. Bei der größten Leistungsstufe fließt bei einer Anschlussspannung von 230 V ein Strom von 8 A. Welche Leistung gibt der Heizkörper bei größter Schaltstufe ab? [1800 - 1900
• Wie lange dauert es, 2 l Wasser von 17 °C mit einer Kochplatte zum Kochen zu bringen, die eine Leistung von 1400 W hat? Verluste sind zu vernachlässigen. Geben Sie Ihr Ergebnis als ganze Zahl mit der Einheit min an. Antwort: [8 min]
• Welchen Wirkungsgrad hat die im Bild dargestellte Energiesparlampe, wenn in 6 h 8,4 Wh elektrische Energie für die Lichterzeugung genutzt werden können? 20 %]
• Der Widerstand der Beheizung eines Dampfbügeleisens beträgt 49 Ω. Welche Leistung hat das Bügeleisen bei einer Spannung von 230 V? Geben Sie Ihr Ergebnis als ganze Zahl mit der richtigen Einheit an. Antwort: [1080 W
• Ein elektrisches Dampfbügeleisen hat auf dem Typenschild die Aufschrift 230V/1200W. Kann man dieses Gerät gleichzeitig mit einem Warmwasserboiler (Typenschild: 230V/ 2000W) an einer Mehrfachsteckdose betreiben, die mit 10A abgesichert ist? Nein, da Iges = 13,9 A > Imax
• Welche Leistung hat ein Wasserkocher, der 60 Wh elektrische Energie benötigt, um 1,8 l Wasser in 2 Minuten zum Kochen zu bringen? [1800 - 2000]
• Sonnenkollektoren nutzen als alternative Energielieferanten direkt die Sonnenstrahlung. Die eingestrahlte Leistung beträgt in unseren Breiten etwa 1 kW/m². Der Wirkungsgrad liegt im Durchschnitt bei 15 % und eine einzelne Zelle liefert eine Spannung von 1,5 V. Welche Fläche muss unter den genannten Bedingungen genutzt werden, um einen täglichen Energiebedarf von 12 kWh bei einer durchschnittlichen Betriebsdauer von 4 h pro Tag decken zu können? Geben Sie die Fläche in m² ohne Angabe der Einheit an. 20 m²]
• Ein Kühlschrank, der nur 25 % der Zeit tatsächlich eingeschaltet ist, verbraucht in 30 Tagen 35 kWh elektrische Energie. Welche Leistung hat der Kühlschrank im Betrieb? 193 - 195]
• Ein elektrisches Dampfbügeleisen hat auf dem Typenschild die Aufschrift 230 V / 1200 W. Welche Länge hat der Widerstandsdraht (Heizwendel) im Bügeleisen bei einem Durchmesser von 0,5 mm und einem spez. Widerstand von 4*10-7 Ωm. 21.5 - 23.5]

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