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Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
31.10.2014, 15:06
Beitrag #1
Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
Hi Leute,
ich möchte gerne die Wärmemenge berechnen, die nötig ist, um einen 40mmX40mmX10mm Aluminiumblock auf eine bestimmte Temperatur zu bringen.
Die Temperatur kommt von einem anliegenden Peltier-Element.

Gruß
Cray-1
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31.10.2014, 15:15 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 31.10.2014 15:26 von ardu_arne.)
Beitrag #2
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 15:06)Cray-1 schrieb:  Hi Leute,
ich möchte gerne die Wärmemenge berechnen, die nötig ist, um einen 40mmX40mmX10mm Aluminiumblock auf eine bestimmte Temperatur zu bringen.
Die Temperatur kommt von einem anliegenden Peltier-Element.

Gruß
Cray-1


1.
2.
3.

Spezifische Wärmekapazität Al = 897 J/(kg · K)

Gruß
Arne

ExclamationMit zunehmender Anzahl qualifizierter Informationen bei einer Problemstellung, erhöht sich zwangsläufig die Gefahr auf eine zielführende Antwort.Exclamation
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31.10.2014, 16:05 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 31.10.2014 17:08 von Corvus.)
Beitrag #3
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
Volumen: V=4cmX4cmX1cm=16cm³
Dichte: ρ=2,7g/cm³
Masse: m=V*ρ=16cm³*2,7g/cm³=43,2g=0,0432kg
Wärmekapazität: c=897J/(kg*K)
Thermische Energie: Q=c*m*ΔT=897J/(kg*K)*0,0432kg*ΔT=38,7504J/K*ΔT

Wenn der Alublock von 21°C auf 60°C erwärmt wird:

Anfanstemperatur: T1=21°C
Endtemperatur: T2=60°C
Temperaturänderung: ΔT=T2-T1=60°C-21°C=(60+273,15)K-(21+273,15)K=60K-21K=39K
(da es sich bei ΔT um eine relative Größe handelt, kann hier °C eins zu eins in K umgerechnet werden)
Thermische Energie:Q=38,7504J/K*ΔT=38,7504J/K*39K=1511,2656J

Als Funktion implementiert:
Code:
float ThermischeEnergie(int T1,T2){
  float Q=38.7504*(T2-T1);
  retun Q;
}
Dabei sind T1 und T2 entweder in °C oder in K zu übergeben.
Der Rückgabewert ist in J.

gruß lorenz
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31.10.2014, 17:30
Beitrag #4
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 16:05)Corvus schrieb:  Volumen: V=4cmX4cmX1cm=16cm³
Dichte: ρ=2,7g/cm³
Masse: m=V*ρ=16cm³*2,7g/cm³=43,2g=0,0432kg
Wärmekapazität: c=897J/(kg*K)
Thermische Energie: Q=c*m*ΔT=897J/(kg*K)*0,0432kg*ΔT=38,7504J/K*ΔT

Wenn der Alublock von 21°C auf 60°C erwärmt wird:

Anfanstemperatur: T1=21°C
Endtemperatur: T2=60°C
Temperaturänderung: ΔT=T2-T1=60°C-21°C=(60+273,15)K-(21+273,15)K=60K-21K=39K
(da es sich bei ΔT um eine relative Größe handelt, kann hier °C eins zu eins in K umgerechnet werden)
Thermische Energie:Q=38,7504J/K*ΔT=38,7504J/K*39K=1511,2656J

Als Funktion implementiert:
Code:
float ThermischeEnergie(int T1,T2){
  float Q=38.7504*(T2-T1);
  retun Q;
}
Dabei sind T1 und T2 entweder in °C oder in K zu übergeben.
Der Rückgabewert ist in J.

gruß lorenz
Vielen Dank,
also kann ich damit auch bestimmen, welches Qcmax und welches DeltaT mein Peltier-Element mindestens haben muss?

Gruß
Cray-1
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31.10.2014, 17:56 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 31.10.2014 17:59 von Corvus.)
Beitrag #5
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 17:30)Cray-1 schrieb:  also kann ich damit auch bestimmen, welches Qcmax und welches DeltaT mein Peltier-Element mindestens haben muss?
Theoretisch ja. Kommt allerdings auch darauf an, was du als gegeben betrachtest.

gruß lorenz
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31.10.2014, 18:11
Beitrag #6
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 17:56)Corvus schrieb:  
(31.10.2014 17:30)Cray-1 schrieb:  also kann ich damit auch bestimmen, welches Qcmax und welches DeltaT mein Peltier-Element mindestens haben muss?
Theoretisch ja. Kommt allerdings auch darauf an, was du als gegeben betrachtest.

gruß lorenz
Ich habe vor ein Peltier-Element der Firma Quick Cool zu verwenden, es besitzt eine maximale Kühlleistung von 56 W. http://www.quick-cool.de/peltierelemente...-1.4-6.0MS

Gruß
Cray-1
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31.10.2014, 18:52 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 31.10.2014 18:58 von Corvus.)
Beitrag #7
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 18:11)Cray-1 schrieb:  Ich habe vor ein Peltier-Element der Firma Quick Cool zu verwenden, es besitzt eine maximale Kühlleistung von 56 W.
Was sind denn die Rahmenbedingungen? Du möchtest deinen Aluminiumblock auf eine Bestimmte Temperatur kühlen nehme ich mal an. Ich habe nämlich langsam den Eindruck, dass du vergessen hast die Warmeenergie zu berechnen, die dem Alublock zugeführt wird.
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31.10.2014, 19:26
Beitrag #8
RE: Aluminium-Block, Wärmemenge berechnen
(31.10.2014 18:52)Corvus schrieb:  
(31.10.2014 18:11)Cray-1 schrieb:  Ich habe vor ein Peltier-Element der Firma Quick Cool zu verwenden, es besitzt eine maximale Kühlleistung von 56 W.
Was sind denn die Rahmenbedingungen? Du möchtest deinen Aluminiumblock auf eine Bestimmte Temperatur kühlen nehme ich mal an. Ich habe nämlich langsam den Eindruck, dass du vergessen hast die Warmeenergie zu berechnen, die dem Alublock zugeführt wird.
Die minimale Temperatur des Aluminium-Blocks soll 0° C und die maximale 100° C betragen.

Gruß
Cray-1
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