Kühlschrank

Jan... 13.12.01 15:06

Wir haben ein Zimmer in dem sich ein gewöhnlich funktionierender Kühlschrank befindet. In das Zimmer führt nur eine Tür. In dem Zimmer hat zur Zeit eine bestimmte Temperatur. Das Zimmer ist so isoliert, dass sich keine äußere Einflüsse auf die Höhe der Temperatur auswirken könnten.

Wenn man nun in das Zimmer reingeht, die Tür des Kühlschranks öffnet und wieder das Zimmer verlässt, wird dies eine Änderung auf die Temperaturhöhe haben? Wenn es zu einer Veränderung kommt, steigt oder fällt die Temperatur?

Begründen Sie Ihre Antwort.

Viel Spaß

Jan

  1. Anonym 13.12.01 20:23

    Es sind ein wenig sehr viele offene Fragen vorhanden, trotzdem ein Versuch?

    Entweicht Wärme durch die Zimmertür beim öffnen? Wenn nein, folgender Ansatz:

    Der Kühlschrank produziert Abwärme um die Temperatur im Inneren zu halten. Da die Temperatur vorher konstant war, der Kühlschrank aber unmöglich 100%ig isoliert sein kann, muß die Abwärme mit der Kühltemperatur proportional verlaufen (A = 1*KT). Öffnet sich die Tür, produziert der Kühlschrank bei dem Versuch die Temperatur im "inneren" wieder herzustellen eine konstante Abwärme, die ein Absinken der Zimmertemperatur durch "Kälteausfall" aus dem Kühlschrank verhindern.

    Viele Grüße,
    Markus

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  2. Anonym 14.12.01 18:33

    Das ist ja ein cooler Brainteaser...

    Thielmann, was meinst Du dazu, irgendwie noch die Körpertemperatur des Türöffners miteinzurechnen. Seine 37 Grad müssten auch noch einmal die Temperatur des Raumes ändern (Abhängig von der Temperatur des Raumes)

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  3. Anonym 15.12.01 02:36

    Wenn Du die noch hinzunimmst, mußt Du auch die Türöffnung berücksichten, sonst wird's willkürlich. Wenn Du das machst wird's "unberechenbar". Meines Erachtens sind zuviele Fragen offen.

    Ist auch so schon gewagt, weil der Wärmeausstoß in der Realität die Kühlung überkompensiert. Sonst wären ja keine "Umwandlungsverluste" vorhanden. Aber da es ohnehin keinen vollständig isolierten Raum gibt, ist das wahrscheinlich irrelevant ;-)

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  4. Anonym 15.12.01 22:57

    Ok, du hast wahrscheinlich recht, hebeln wir also die Wirklichkeit aus und bahaupten, der Körper gibt keine Energie ab und die HWärmeenergie, die der Kühlschrank zur Kühlung erzeugt, entspricht der fehlenden Energie im Kühlschrank.

    Ich weiß nicht, ob die Frage eine kleine Falle enthält, dort steht nirgendwo, daß die Kühlschranktür wieder geschlossen wird.

    Das würde bedeuten, daß die Temperatur des Raumes genau die gleiche wäre, wie die zum Zeitpunkt der ersten Kühlschrankeinschaltung. Dann wäre der Raum erwärmt worden, der Kühlschrank innere jedoch gekühlt worden. Und jetzt steht die Kühlschranktür offen, also versprüht der Kühlschrank wieder geanu die gleiche Kälte in den Raum, den er forher aus dem Zimmer gezogen hat.

    Was meinst Du dazu?

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  5. Jan... 15.12.01 21:33

    .... von thielmann ist sehr gut! Er muss nur weiter gedacht werden und ein entscheidender Faktor einbezogen werden.

    Man kann die Lösung finden ohne weitere Fragen!

    Viele Grüße ebenfalls,

    Jan

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  6. Mic... 18.12.01 00:08

    Hmm,

    also grundsätzlich hat ein Kühlschrank eine Wärmepumpe, die die Wärmeenergie von innen nach außen befördert, d.h die erzeugte Abwärme des Kühlschranks entspricht der im Kühlschrank "abgezogenen" Wärmeenergie. Oder auf Hochdeutsch: Ein offener Kühlschrank im Raum hat keinen Nettoeffekt auf die Raumtemperatur, weil Wärmeabgabe und Wärmeentzug gleich sind

    (NB: Wenn der Kühlschrank 100% isoliert, kann ab 0K dem geschlossenen Innenraum keine weitere Energie entzogen werden, dann wäre die Heizwirkung bei geschlossenem Kühlschrank auch Null).

    Praktisch gesehen hat der Kühlschrank allerdings eine Verlustleistung, d.h. er nimmt Energie in Form von Strom auf, die er letztenendes in Form von Wärmeenergie an die Umgebung freisetzt. Ein Raum mit offenen Kühlschrank wird also praktisch wärmer wie einer ohne Kühlschrank, ebenso heizt aus diesem Grund ein geschlossener Kühlschrank immer. Oder noch kürzer: Ich führe dem geschlossenen System Raum in Form von Strom Energie zu, also muß die Temperatur irgendwann ansteigen.

    Michael

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  7. Anonym 18.12.01 03:07

    Wenn die Temperatur vorher konstant war, muß sie es auch anschließend bleiben, die Verlustleistung müssen wir wohl vernachlässigen.

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  8. Jan... 01.01.02 01:10

    Versuchen wir analytisch vorzugehen:

    Punkt 1.
    Welche Faktoren kennen wir / Wie ist die Ausgangssituation?

    Ein abgeschlossener Raum, der isoliert ist [gut, fast isoliert, 100 % geht es nicht, aber nehmen wir es an]. Aus der Physik lernen wir, dass in einem abgeschlossen Raum in dem ein Kühlschrank arbeitet die Temperatur kontinuierlich steigt. Auch wenn langsam, dennoch steigt die Temperatur. Ein Kühlschrank ist ein „typisches“ Beispiel einer Heizung, es wärmt mehr als dass er kühlt. [Jaja, das habe ich auch nicht mehr gewusst, ehrlich gesagt :-)]

    Punkt 2.
    Welche Faktoren kamen dazu / Wie wurde die Ausgangssituation verändert?

    Der Kühlschrank wurde geöffnet.

    Welche Auswirkungen kann es haben?

    a. Es kann Auswirkungen unmittelbar auf den Raum haben.

    Da ein Kühlschrank normalerweise „kühlen“ soll ;-), muss er Kälte produzieren. Diese Kälte wird sich nun auf die Temperatur auswirken.

    [Hier kann man Zusatzfragen stellen: Wie groß ist der Kühlschrank? Wie groß das Zimmer? etc.]

    Geht man von einem Standardzimmer und Standardkühlschrank aus, so wird die Veränderung ganz am Anfang größer sein als Minuten später und je mehr Zeit vergeht immer mehr schwinden.

    Festzuhalten wäre somit, dass die Veränderung bezogen auf die Kälte gering sind.

    [Sagt nur der Consulter, dass ihn die unmittelbare Zeit interessiert, so ist die Antwort ein bisschen zu variieren ;-)]

    b. Es kann Auswirkungen unmittelbar auf den Kühlschrank haben.

    Was passiert normalerweise mit einem Kühlschrank, den man öffnet und dann geöffnet lässt?

    Das Eis im Kühlschrank verwandelt sich ins Wasser.

    Nun brennt zusätzlich das Licht [neue Frage: hat es vorher doch nicht gebrannt und wie kann man es überprüfen? ,-)]. Zusätzliche Energie muss her. [oder(?), hier bin ich mir nicht ganz sicher?]

    Der Kühlschrank versucht trotz der geöffneten Türe doch noch eine konstante Temperatur im Kühlschrank herzustellen, so braucht er wiederum mehr Energie. Dies erhitzt wiederum sein Motor und lässt die Temperatur steigen.

    Ein offener Kühlschrank ist wie ein Auto, in dem ein Mann sitzt und ständig Vollgas gibt. Was mit dem Motor passiert, ist wohl jedem klar! ;-)

    Festzuhalten ist, dass die Temperatur nach einiger Zeit je nach Kühlschranktyp schneller oder langsamer, aber dennoch steigen wird.

    Nun müssen wir unsere Punkte 1 und Punkte 2 in einem Punkt 3 verbinden.

    Punkt 3
    Die neue Lage nach einiger Zeit.

    Ergebnis ist, dass die Temperatur nach etwas Zeit und unter gewöhnlichen Gegebenheiten steigen wird.

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  9. Anonym 22.01.02 20:31

    Diese Analyse überzeugt mich nicht. Dann hätte der Raum auch vorher keine konstante Temperatur ausweisen können.

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  10. fac... 10.05.07 11:34

    Ist ja leicht. Im Raum ist weder eine Stromzufuhr, noch wurde der Kühlschrank angeschaltet. Somit bleibt die Raumtemperatur konstant. :)

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