Die Dämmerung kommt und die kalte Luft strömt bis auf die Knochen. Sie liegen am Kamin, umarmen sich mit einer Tasse heißen Tee und sind in Ihre Gedanken vertieft. Plötzlich stellt sich die Frage: Wie viel Brennholz braucht man, um 200 Kilogramm Wasser zwischen 10 und 70 Grad zu erhitzen?
Die Antwort auf diese Frage kann durch die Anwendung des Energiespar-Gesetzes gefunden werden. Erinnerst du dich an die Physik in der Schule? Nach diesem Gesetz muss die Energie, die das Heizsystem für die Erwärmung des Wassers ausgibt, der Energie entsprechen, die das Wasser erhält. Stellen Sie sich vor, dass alles Brennholz verbrannt wird, um das Wasser auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen.
Um die erforderliche Menge an Brennholz zu berechnen, verwenden wir die Formel:
Energie = Wassermasse × Wasserwärmekapazität × Temperaturänderung
Hier beträgt die Wassermasse 200 Kilogramm, die Wärmekapazität des Wassers beträgt 4,186 KJ / (kg · ° C) und die Temperaturänderung beträgt 70 minus 10, also 60 Grad. Indem wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Wie viele Kilo Brennholz werden benötigt, um Wasser zu erhitzen?
Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie wissen, dass eine Wassereinheit (1 kg) von einer Temperatur zur anderen erhitzt werden muss, um eine bestimmte Menge an Wärme zu erzeugen. Die folgende Formel wird verwendet, um Wasser zwischen 10 und 70 Grad zu erhitzen:
Wärme = Wassermasse * Wärmekapazität * Temperaturdifferenz
Die Wärmekapazität des Wassers beträgt ungefähr 4,186 KJ / (kg * K). Ersetzen wir diesen Wert in die Formel:
Hitze = 200 kg * 4.186 KJ/(kg*K) * (70 Grad - 10 Grad)
Lösen wir diesen Ausdruck:
Hitze = 200 kg * 4,186 KJ/(kg*K) * 60 Grad
Wärme = 5023,2 KJ
Wenn Sie jetzt die Menge an Wärme kennen, die das Wasser erwärmen muss, können Sie berechnen, wie viel Kilogramm Brennholz dafür benötigt wird. Angenommen, Brennholz hat eine spezifische Verbrennungswärme von 15 MJ / kg. Dann wird die Menge an Brennholz wie folgt bestimmt:
Brennholzgewicht = Wärme / spezifische Verbrennungswärme
Gewicht des Brennholzes = 5023,2 KJ / 15 MJ / kg
Gewicht des Brennholzes = 0,3348 kg
Somit werden etwa 0,3348 kg Brennholz mit einer spezifischen Verbrennungswärme von 15 MJ / kg benötigt, um 200 kg Wasser von 10 bis 70 Grad zu erhitzen.
Wärmemenge zum Erhitzen des Wassers
Um das Wasser erfolgreich zu erwärmen, ist es notwendig, die Menge an Wärme zu kennen, die benötigt wird, um seine Temperatur um eine bestimmte Anzahl von Grad zu erhöhen. In diesem Fall betrachten wir, wie viele Kilogramm Brennholz verbrannt werden müssen, um 200 Kilogramm Wasser von 10 auf 70 Grad Celsius zu erhitzen.
Die folgende Formel wird verwendet, um die erforderliche Wärmemenge zu berechnen:
- Q - die Menge an Wärme, die zum Erhitzen des Wassers benötigt wird;
- m - die Masse des Wassers;
- c - spezifische Wärmekapazität von Wasser;
- ΔT - Temperaturänderung.
im vorliegenden Fall:
- m = 200 kg - die Masse an Wasser, die erhitzt werden muss;
- c = 4,186 KJ/(kg⋅°C) - spezifische Wärmekapazität von Wasser;
- ΔT = 70°C - 10°C = 60°C - änderung der Wassertemperatur.
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Q = 200 kg × 4.186 KJ/(kg⋅°C) × 60°C = 501,6 KJ.
Um also 200 Kilogramm Wasser von 10 auf 70 Grad Celsius zu erhitzen, werden etwa 501,6 Kilojoule Wärme benötigt.
Wie viel Wärme gibt 1 kg Brennholz ab
Die Menge an Wärme, die 1 kg Brennholz abgibt, hängt von ihrer Art und Feuchtigkeit ab. Der Hauptindikator zur Messung der Verbrennungswärme von Holz wird als Verbrennungswärme (oder Verbrennungswärme von trockenem Brennstoff) bezeichnet. Es wird in Joule oder Kilokalorien pro 1 kg Holz ausgedrückt.
Zum Beispiel beträgt die Verbrennungswärme für trockene Harthölzer etwa 18-20 mj / kg oder 4.300 bis 4.800 kcal / kg. Dies bedeutet, dass 1 kg trockenes Brennholz bei der Verbrennung etwa 18-20 MJ (Megajoule) Wärme abgibt.
Die Feuchtigkeit des Holzes beeinflusst jedoch erheblich die Wärmemenge, die es bei der Verbrennung abgeben kann. Wenn Brennholz eine große Menge an Feuchtigkeit enthält, wird bei der Verbrennung ein erheblicher Teil der erzeugten Energie für die Verdunstung der Feuchtigkeit aufgewendet. Daher geben feuchtes Brennholz viel weniger Wärme ab.
Um Brennholz effektiv als Brennstoff zu verwenden, wird empfohlen, nach gut getrocknetem Brennholz mit geringem Feuchtigkeitsgehalt zu suchen. So ist es möglich, die maximale Wärmemenge von 1 kg Brennholz zu erhalten und eine effiziente Erwärmung des Wassers oder der Räume zu gewährleisten.
Verbrennungswärme von Brennholz
Um die zur Erwärmung des Wassers erforderliche Menge an Brennholz zu berechnen, ist es notwendig, die Verbrennungswärme der Holzmaterialien zu kennen. Lassen Sie die spezifische Brennwärme von Brennholz X Kalorien pro Gramm betragen. Dann werden X Kalorien Wärme benötigt, um 1 kg Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen.
Für unser Beispiel ist es notwendig, die spezifische Brennwärme des Brennholzes mit der Wassermasse und dem Temperaturunterschied zu multiplizieren, um 200 kg Wasser zwischen 10 und 70 Grad Celsius zu erhitzen:
Wärmemenge = X Kalorien/g * 200 kg * (70 Grad - 10 Grad)
Wenn Sie also die spezifische Verbrennungswärme von Brennholz kennen, können Sie die erforderliche Menge an Brennholz berechnen, um das Wasser auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen.
Es ist wichtig zu beachten, dass es verschiedene Faktoren gibt, die die Verbrennungswärme von Brennholz beeinflussen können, z. B. die Feuchtigkeit von Holz, den Energiewert von Brennholz und andere. Daher müssen bei der Berechnung alle diese Faktoren berücksichtigt werden, um genauere Ergebnisse zu erzielen.
