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H I T Z E

Hitze                                        
Spruch des Tages

Als "Hitze" wird nur eine höhere Wärmemenge oder Temperatur bezeichnet.
Physikalisch gibt es dafür keine extra Größe oder Bezeichnung.

Wir können aber Dinge berechnen, die mit "Hitze" zu tun haben:
Wir wissen von vorher:             1 J   =   1 Ws = 0,239 cal
Oder auch das Tausendfache : 1 kJ = 1 kWs = 0,239 kcal,

Damit haben wir wie vorher eine Umrechnung von Wärmemenge und „elektrischer“ Arbeit
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Wie lange muss ein Ofen mit 10 kg Schamotte und einer Leistung von 2,0 kW heizen, um diese Steine auf 220°C aufzuheizen, und wie teuer ist das?

In Technische Tabellen finden wir für Werkstoffe: spezifische Wärme von Schamotte: 1,18 kJ/kg°C:

Die Temperaturdifferenz ist: d = 220°C – 20°C = 200 °C; und Schamotte (s.o.): deshalb rechnen mit kJ:

Wir wissen von vorher:     1 kJ = 1 kWs = 0,239 kcal.     Für die Erwärmung ist Arbeit erforderlich:

Für   1kg Stein um       +1°C sind an Arbeit :   1kg x     1°C x (1,18 kJ/kg°C)     =         1, 18 kWs erforderlich.
Für 10kg Stein um   +200°C sind an Arbeit : 10kg x 200°C x (1,18 kJ/kg°C)     = 2. 360, 00 kWs nötig,

die wir mit: 1s = 1h / 3 600 in kWh umrechnen:   2. 360 [kWs] / 3.600 s/h =   W =         0, 66 kWh.

Aus     Arbeit erforderl. [kWh] / Heizleistung [kW] = Zeit [h]; erhalten wir mit     mit P = 2kW Heiz-Leistung:
                0, 66 kWh / 2kW     =     t[h]     0, 33 h,     oder :     0,33 h x 60 =     Zeit[min]   =   19, 8 min

Wir entnehmen (19,8 min lang mit 2,0 kW Heizleistung) die     Arbeit = W [kWh] = 0, 66 kWh aus dem Leitungsnetz.

Bei einem Arbeitspreis von 0,15 EUR / kWh betragen die Heizkosten :
0,66 kWh x 0,15 €/kWh =         0,099€)                             = 0,10 €.
(ist nur rein theoretisch: durch Verluste werden sie geschätzt 3x so hoch sein).
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Bemerkung: Wir heizen den Schamott über Strahlung oder mit Luft-Zwischenraum auf.
Bei Wasser war ziemlich direkter Kontakt zur Heizung möglich.
Leider geht Wärme auch noch zusätzlich daneben und es entstehen noch mehr Verluste.

Für 220 °C im Schamottstein werden wir daher 2 bis 3 mal solange heizen müssen um das zu erreichen.
Oder wir werden bei sehr schlechter Isolation des Ofens nach außen eventuell nur 180 °C kriegen.

Wenn wir den theoretischen Wert der Aufheizzeit auf die Endtemperatur - und die dazu benötigte Energie mit realen Messungen vergleichen, kann man aus dem jeweiligen Messwert-Vergleich auf den Wirkungsgrad und damit auf die Qualität der Konstruktion eines Ofens schließen.

Erinnern wir uns noch:
Wir haben mit der   Arbeit W [kWh] = 1 kWh und 3.600 X 100 kg, also 360 Tonnen Mehl um 1m gehoben,
und mit geschätzter Arbeit W [kWh] = 1 kWh       haben wir auch           10kg Stein um 200 °C aufgeheizt.

Finito

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