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Frage an die Physiker

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  1. Antwort vom stud. phys.

    Autor: Alfons Schuck 02.07.09 - 18:09

    Ich würde die ganze Geschichte wie eine Art Potenzial sehen - draußen ein Wasserbecken auf der Höhe von 5 Metern und drinnen ein Wasserbecken auf 4 oder 3 Metern (soll bildlich den 20 bzw. 18 Grad entsprechen)

    Damit wird deutlich, dass man mehr Energie benötigt, dass in mein niedriges Becken fließende Wasser (die Wärme von den Maschinen und durch schlechte Isolation von außen) wieder raus zu pumpen, denn draußen sind 25° bzw. eben das Becken auf 5m. Und da will ich ja hoch, muss also mehr Arbeit leisten, wenn mein unteres Becken weiter unten liegen soll. (V=mgh)

    Ich denke, dass das Potentialbild ganz brauchbar ist, um eine physikalische Erklärung zu liefern, warum es eben doch einen Unterschied macht, ob ichs gerne wärmer oder kälter hätte. Ob man es 1:1 übertragen kann, kann ich nicht mit 100%iger Sicherheit sagen.

    Insbesondere stimmt es auch in dem Falle, wenn meine Temperatur innen höher ist als draußen: Dann findet die Kühlung automatisch statt, wenn eine Verbindung zwischen Becken_drin und Becken_draußen geschaffen wird - also Wärmeaustausch durch Konvektion.

    Physikalisch korrekt müsste man aber wohl über die Entropie argumentieren, die ich reduzieren möchte. Dafür habe ich jetzt aber keine Zeit, Bücher zu wälzen (sollte eher QM-Bücher wälzen :-O) und ich bezweifele, dass der doch recht unhandliche Begriff zu mehr Verständnis bei Nichtphysikern führt.

  2. Carnot

    Autor: Rainer Haessner 02.07.09 - 18:10

    Zum einen muss die Wärmemenge abgeführt werden und dazu kommt dann ein Eigenanteil der Klimaanlage. Der ist physikalisch bedingt um so größer, je größer die zu erzielende Energiedifferenz ist.

    Faktoren wie Wärmeleitung durch due Wände, die ebenfalls eine Proportionalitätzur Temperaturdifferenz aufweisne, bleiben dabei sogar noch unberücksichtigt. Es wäre auch bei einer idealen Isolation ungünstig, stärker z kühlen.

  3. Widerstand?

    Autor: Kanalratte 02.07.09 - 18:18

    Berichtigt mich, wenn ich irre, aber:
    R = U/I wenn T = konstant;
    Wenn jetzt T steigt, dann steigt auch der Widerstand.
    Also: Rechner langsamer...

    Oder liege ich falsch?

  4. Re: Frage an die Physiker

    Autor: dada 02.07.09 - 18:32

    Bin kein Physiker, denke aber es ist eher ein Problem bzgl. des erlaubten Temperaturunterschieds zwischen Außentemperatur und Raumtemperatur.

    Darf der Raum sehr bviel wärmer werden als die Umgebung, reichen die normalen Wärmeverluste (Notfalls unter Verwendung von Heatpipes) des Wärmeausstauschs zwischen Raum und Umgebung aus.

    Will man ihn weiter runterkühlen muss man den Wärmeausstausch vergrößern. Dies kann z.B. durch öffnen eines Fensters (warmluft verdünnisiert sich in die Umwelt, kalte Luft ströhmt nach, nimmt Wärme auf, verdünnisiert sich,...) geschehen.

    Will man noch weiter runterkühlen, muss dem Luftausstausch Beine gemacht werden.
    Hierzu verwendet man jetzt erstmalig Sachen die zum Betrieb selber Energie verbrauchen: Ventilatoren. Luft wird noch schneller ausgetauscht.

    Auf diese Art kann man allerdings (Verdunstungskühlung mal nicht eingerechnet) den Raum maximal auf Außentemperatur runterkühlen.

    Will man aber das der Raum noch kühler wird (auch wenn es eigentlich nicht notwenig ist) muss man zusätzlich die Luft erstmal kälter machen bevor Sie in den Raum geblassen wird.

    Hierbei dreht sich der "Stromzähler" schon gewaltig, so eine Klimaanlage braucht einiges an Wh.

    Will man noch mehr kühlen muss vor die Klimaanlage noch eine Klimaanlage die die Luft weiter runter kühlt.

    (In der Realität dann eine größere Klimaanlage).

    Die braucht dann nochmal tierisch "Strom".

    Oder kurz (und mit total aus den Haaren gezogenen Temperaturen):

    - Darf der Raum 50°C warm sein, reich es ein Fenster zu öffnen.

    - Darf der Raum 40°C warn sein, reicht im Winter das offene Fenster, im Frühling/Herbst die Ventilatoren und nur an Tagen mit Außentemperaturen von > 28°C (20 Tage im Jahr) muss die Klimaanlage zusätzlich kühlen.

    - Darf der Raum nur 30°C warm sein, laufen die Ventilatoren das ganze Jahr und bei >18°C (also an 80 Tagen im Jahr) wird die Klimaanlage angeworfen. Bei > 28°C (20 Tage/Jahr) läuft auch die 2. Klimaanlage.

    - Darf der Raum nur 20°C warm, sein laufen die Ventilatoren das ganze Jahr und die 1. Klimaanlage bei > 8° (Also an 220Tagen im Jahr) ab > 18°C auch die 2. (80 Tage) und an 20Tagen muss sogar die dritte Klimaanlage kühlen.

    Kühlt man also auf 20°C muss man mit 200+800+20 = 300 Klimaanlagentagen rechnen (und den "Strom" bezahlen).

    Kühlt man nur auf 30°C muss man nur mit 80+20 Klimaanlagentagen rechen.

    Und bei 40°C nur mit 20.

    (1 Klimaanlagentag = Eine Klimaanlage läuft einen Tag lang. Laufen zwei Klimaanlagen an einem Tag, dann sind das zwei Klimaanlagentage, auch wenn die nur einen Tag lang gelaufen sind [wie die berühmten Mannstunden] ).


  5. Re: Frage an die Physiker

    Autor: omfglol!!! 02.07.09 - 19:22

    BG hat leider recht.

  6. Re: Frage an die Physiker

    Autor: :-) 02.07.09 - 20:12

    Du führst aber jede Stunde 5 kWh hinzu, es addiert sich...

    Damit steigt die Temperatur an, bis ein Gleichgewicht herrscht. Ist der Raum wie bei einer Thermoskanne rund um gut isoliert, dann möchte ich nicht dem Raum nach einem Tag betreten wollen :-)

  7. Re: Frage an die Physiker

    Autor: :-) 02.07.09 - 20:25

    Schade um die zugeführte Nahrungsenergie :-)

  8. Re: Frage an die Physiker

    Autor: microsoftanhänger 03.07.09 - 20:18

    hi,

    @IhrName9999
    schau erstmal nach was eine asymptote ist, nicht zu weit rauslehnen wenn man keine ahnung hat :-)
    du hast hier keine asymptote, sondern einen einfachen linearen anstieg der temperatur.
    du hättest eine asymptote, wenn du keinen optimal isolierten raum hättest.


    in allen beiträgen regen sich alle auf, dass man da unendlich viel energie bräuchte, um den raum unendlich aufzuheizen. das problem einen optimal isolierten raum zu bauen ist da ungefähr genau so schwierig.

    ich würde trotzdem behaupten, dass die temperatur nicht unendlich steigt. die temperatur ist ja nichts anderes als die bewegung der atome und moleküle. nach unten hin (0K) ist die temperatur limitiert, da die atome einfach "still" stehen können. stiller als still gibt es nicht.
    auf der anderen seite hat uns einstein eine grenze gesetzt: die lichtgeschwindigkeit. sprich die temperatur würde irgendwann nicht mehr steigen, sondern die relativistische masse zunehmen :-)

  9. Re: Frage an die Physiker

    Autor: BG.. 07.07.09 - 08:25

    Sehr nett :-)

    aber die Temperatur ist eben nicht ein Maß für die Geschwindigkeit, sondern für die kinetische Energie. Und die kann sehr wohl gegen unendlich gehen (so wie die relativistische Masse).

    Den optimal isolierten Raum gibt es natürlich nicht, genausowenig einen der hohe Temperaturen aushält (>10000 K), aber darum geht es ja hier auch nicht.

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