Energie und Arbeit in der Heizungstechnik

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In diesem Beitrag möchte ich euch den Zusammenhang zwischen Energie, Arbeit und Wärmemenge zeigen. Diese Grundlage ist relativ einfach zu verstehen und wichtig, um komplexere Sachverhalte aufzufassen.

In einem physikalischen System ist Energie $E$ die Fähigkeit Arbeit $W$ zu verrichten. Durch das Verrichten von Arbeit wird also Energie umgewandelt. Und da immer so viel Energie umgewandelt wird wie Arbeit verrichtet wird, kann man sagen, dass Energie gleich Arbeit ist $E=W$ . Die Einheit der Arbeit ist Joule $[J]$ .

Dabei gilt: $1 J = 1 Nm = 1 Ws$ (1Joule = 1Newtonmeter = 1 Wattsekunde).

Umrechnung der Einheiten
$1kWh = 1000Wh$
$1kW \cdot 3600s = 3600kJ$

$Energie (Arbeit) = Kraft \cdot Weg$	$W=F \cdot s$
$Energie (Arbeit) = Leistung \cdot Zeit$	$W=P \cdot t$

Wer sich etwas intensiver mit dem Thema Energie und Arbeit auseinander setzen möchte, dem kann ich die beiden Webseiten Lernstunde.de und Leifiphysik empfehlen. Dort werden die vorhandenen Energieformen verständlich dargestellt und es können kleine Onlineexperimente durchgeführt werden.

Normalerweise wird für die Arbeit das Formelzeichen $W$ verwendet. In der Heizungstechnik wird die Arbeit jedoch als Wärmemenge bezeichnet und hat das Formelzeichen $Q$ . Die physikalischen Begriffe Energie, Arbeit und Wärmemenge sind also gleich $E=W=Q$ .

Zur Bestimmung der Wärmemenge sind verschiedene Größen wichtig. Dazu gehören unter anderen die folgenden:

Berechnen kann man die Wärmemenge (Arbeit) $Q$ mit den folgenden Formeln

$W\"armemenge = Masse \cdot spez.W\"armekap. \cdot Temperaturdifferenz$	$Q = m \cdot c \cdot \Delta \vartheta$
$Masse = Volumen \cdot Dichte$	$m = V \cdot \rho$

$W\"armemenge = W\"armestrom \cdot Zeit$

$Q=\dot Q \cdot t$

Mit diesem Wissen habt ihr eine der wichtigsten Grundlagen der Heizungstechnik erworben. Wenn ihr mehr über das Thema wissen wollt, folgt den weiterführenden Links.

Weiterführende Links und Quellen:
Wikipedia – Arbeit (Physik)
Wikipedia – Energie
Wikipedia – kWh
Wikipedia – Leistung (Physik)
Lernstunde.de – Grundwissen Arbeit und Energie
Leifiphysik.de – Energie und Leistung

Wenn ihr Fragen, Anregungen oder Kritik zu diesem Beitrag habt, nutzt die Kommentarfunktion.

Liebe Grüße! Euer Martin

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