Heizstableistung

[Borbi]

Moin,

Das ist einfach nur Unsinn. Ein 50W Heizer auf Dauerbetrieb bringt das Wasser genauso zum "kochen" wie ein 75W Heizstab im 130l Becken, nur dass es bei dem 50W Stab bspw. eine Stunde länger dauert.[...]

Oh, da hab ich dann aber in Physik doch nicht so richtig aufgepasst (oder "meine" Profs haben´s auch noch nicht geblickt). Kannst Du die Thermodynamik dabei vielleicht mal etwas genauer erklären..?
Der Einfachheit halber bitte gleich mit berücksichtigen, dass die Thermodynamik vollständig reversibler Prozesse nur für idealisierte Systeme gilt und das Gesamtsystem gleich in die Betrachtung mit einbeziehen, danke.

Grüße, Sandor

P.S.: Keine Sorge, dass es zu kompliziert werden könnte. Ich hab meine Physik-Lehrbücher zur Hand und einfache Integro-Differenzialgleichungen krieg ich auch noch hin.

[firewriter46]

Hallo,

dann werde ich es mal versuchen. Wärmekapazität hab ich mal gehabt, auch wenn ich mich vor über 4 Jahren das letzte mal damit beschäftigen musste und jetzt in meinen Heftern wühlen muss:

Für die Beschreibung der Energie muss man erstmal die TIAN-Gleichung einsetzen, weil bestimmte Prozesse ablaufen, die Wärme verbrauchen (sonst hätte man vielleicht mit Newton arbeiten können). Die Tian-Gleichung ist folgende:

(dT/dt) = ([K·(T-Tu)+p]/C)

dabei ist K=Wärmeübergangskonstante, T=Temperatur, Tu= Umgebungstemperatur, p=Heizleistung Stab, C=Wärmekapazität

Bei konstanter Heizleistung p (bspw. 50W) und t(0)= Tu führt die Integration der Gleichung zu

T = (Tu + p*[exp(K*t/C)-1])

Die Zeit bis eine ganz bestimmte Temperatur T erreicht ist, ist also durch folgende Gleichung beschreibbar:

t = (C*ln[K*(T-Tu)/p+1]/K)

Hat man das, dann ergibt sich die Wärme Q aus dem Produkt von Zeit t und Heizleistung p:

Q = (p*C*ln[K*(T-Tu)/p+1]/K)

Aber das Problem der Physik, insbesondere der Thermodynamik: wie bestimmt man die Größen?! Man müsste die Wärmekapazität aller beteiligten Größen bestimmten, also Aquarium, Glas, Plastik, und naütlich von der Brühe darin... Äußerst komplex. Ich nehme einfach mal an die Wärmekapazität des Wassers dominiert und vereinfach so das ganze. Jaja, ganz physikalisch korrekt ist das nicht, aber was soll. Es gilt dann:

C = (m*cw + Co)

Die Wärmeübergangskonstante ist ein weiteres Prolem. Die ist nicht konstant und abhängig von Form und Oberfläche etc. Auch die Temperaturdifferenz zur Umgebung ist nicht konstant. Deshalb muss ich auch hier mit einer Näherung arbeiten. Ich verwende also die thermische Zeitkonstante tau:

tau = K/C

tau gibt an, wie lange es braucht, dass sich das Becken von einer Temperatur Ta auf eine bestimmte Temperatur (Te=(Ta/e)) abkühlt. Für Q gilt dann:

Q = (p*ln[tau*(T-Tu)/(p*C)+1]/tau)
Ein weiteres Problem ist die Heizleistung des Stabs, die ja leider nicht unbedingt mit der aufgenommenen elektrischen Leistung übereinstimmen muss. Das heißt gehen wir von 50W Heizstableistung aus, entspricht das nicht 50W abgegebener Leistung. Die tatsächlich aufgewendete Energie E ist demnach über den Wirkungsgrad n mit Q verbunden. Dabei ist aber auch der Wirkungsgrad nicht unbedingt konstant, aber gut. Eingesetzt heißt das:

E = (n*p*ln[tau*(T-Tu)/(p*C)+1]/tau)

So, nun kannst du das ganze Phänomen beschreiben, wenn ich mich nicht irre und meinen Aufzeichnungen noch glauben kann. Klingt aber schlüssig. Oder wüsstest du eine andere Variante?

[Borbi]

Tach,

jau, das mag das ganze System physikalisch korrekt beschreiben. Kommt aber ein bisschen drauf an, wo Du noch Klammern setzen müsstest (nur ein Beispiel):

E = (n*p*ln[tau*(T-Tu)/(p*C)+1]/tau)

soll das (T-Tu)/(p*C) heißen oder eher (tau*(T-Tu))/(p*C)? Und steht das "+1" im Quotient oder nicht? So ist das nicht schlüssig nachzuvollziehen.

Viel schlimmer finde ich:
Um´s einsetzen hast Du Dich gedrückt.

Noch steht also der Beweis aus, dass ein 50W Heizer ein 130L-Becken aufheizen kann.

Oder wüsstest du eine andere Variante?

Ja, das geht einfacher, aber muss ich? Bisher stelle ich nur Deine Behauptung in Frage und warte auf den Beleg.

Grüße, Sandor

P.S.: Zum warm werden: welche Einheit hat eigentlich Dein E am Ende? Und warum?

[pellenbaron]

Morgen

Erfahrung :
Jäger 50Watt ( neue Generation voll eintauchbar )
in 4 Becken a´ca. 100Liter Wasser ..
seit einem Jahr.
2 sind noch i.O. 2 sind durchgebrannt und heizten das Wasser auf je 29° auf ...nicht mehr !!

Fazit: Unterdimensioniert.
Habe jetzt 75Watt von Tetra.. mal sehn.

gruss
Frank

[Lia]

hi

also manche machens echt kompliziert hier drauss
ich habe nen 240 l becken und ein heizer 250 watt drin. hatte allerdings das becken mit den ganzen utensilien so bekomm. zu warm brauchens de welse meist eh net ( 29 / 30 grad) ...meine leben gut und gemütlich mit konstanten 26 / 27 grad. je wärmer desto mehr sauerstoff braucht man dann.
und mein 118 l becken hat sogar nur bis 24 grad und de welse wachsen und gedeihen da und sind vom verhalten genauso wie die die im grossen becken.

lg

[firewriter46]

Hallo,

Zitat von Borbi

jau, das mag das ganze System physikalisch korrekt beschreiben.

...korrekt ist wohl übertrieben. Näherungsweise-wie eben alles in der Physik. P.S.: Hab gerade beim Durchsehen noch einen Fehler in der TIAN-Gleichung entdeckt. Schöner m***. Aber du hast es ja auch nicht bemerkt! Im Hefter stehts richtig - hätte doch gleich abschreiben sollen! Naja, vielleicht überarbeite ich das nochmal bei Lust und Laune...

Zitat von Borbi

Viel schlimmer finde ich:
Um´s einsetzen hast Du Dich gedrückt.

Ich kann das Ganze gern mal schriftlich machen und als jpeg einstellen. So am PC die ganzen Parameter einhacken, ist langwierig und nervenraubend. Da hat das schon gereicht. Deshalb auch das "Geschlampe" mit den Klammern. Und: ich brauche ja wie beschrieben alle Parameter vom Fragesteller.

Zitat von Borbi

Noch steht also der Beweis aus, dass ein 50W Heizer ein 130L-Becken aufheizen kann.

Dazu bräuchte ich ja wie beschrieben die ganzen Parameter. Wichtig ist vorallem der Wärmekoeffizient und der Temperaturunterschied.

Kleines Gegen-Bsp.: Ich betreibe ein 100L becken mit einem 10W Bodenfluter im Dauerbetrieb bei konstanten 30°C. Geht also. Was den Beweis angeht, da wäre ein Feldversuch am Becken günstiger. Ich habe einen Noname 50W Heizer. Temperatur ist dort nicht ablesbar, aber wenn ich auf maximal + drehe, schafft der in meinem 100L 35°C, dann geht das Thermostat wahrscheinlich rein und macht aus. Umgebungstemperatur 20° C, Becken stand unisoliert im Raum.

Zitat von Borbi

Ja, das geht einfacher, aber muss ich?

Wirklich? Das wäre aber blöd, wo ich jetzt soviel hier aufgewendet habe. Wie geht es einfacher?