Der Wasserkocher in der Küche
AFB I–IIAuf dem Typenschild eines Wasserkochers steht die Leistung P = 2000 W. Für eine Tasse Tee läuft er t = 90 s. Eine Kilowattstunde kostet 35 ct.
- Geben Sie an, wie viel Energie der Wasserkocher in einer Sekunde überträgt.
- Berechnen Sie die Energie, die der Wasserkocher in den 90 s überträgt, in Kilojoule und in Kilowattstunden.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
1 W = 1 J/s, also überträgt der Wasserkocher pro Sekunde 2000 J (= 2 kJ).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\( E = P \cdot t = 2000\,\text{W} \cdot 90\,\text{s} = 180\,000\,\text{J} = 180\,\text{kJ} \). Umrechnung: \( 180\,000\,\text{J} : 3\,600\,000 = 0{,}05\,\text{kWh} \). Der Wasserkocher überträgt 180 kJ, also 0,05 kWh — das kostet rund 1,75 ct.
Die Stromrechnung der Familie Bauer
AFB II–IIIFamilie Bauer verbraucht im Jahr 2500 kWh Strom, eine Kilowattstunde kostet 35 ct. Der Kühlschrank (100 W) läuft rund um die Uhr, der Fernseher (120 W) täglich 3 h, eine LED-Lampe (10 W) täglich 5 h. Alle Geräte im Stand-by ziehen zusammen dauerhaft 20 W. Ein Jahr hat 8760 Stunden.
- Erläutern Sie, warum aus der Watt-Angabe eines Geräts allein noch nicht folgt, wie viel Energie es im Jahr überträgt.
- Ermitteln Sie den Anteil des Kühlschranks am Jahresverbrauch von 2500 kWh und die Kosten dafür.
- Nehmen Sie Stellung zu der Aussage: „Stand-by verbraucht nichts, das kann man vernachlässigen."
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Die Leistung sagt nur, wie viel Energie pro Sekunde übertragen wird. Erst die Laufzeit entscheidet über die Jahresenergie: Der Fernseher hat mehr Leistung als der Kühlschrank, läuft aber nur 3 h statt 24 h am Tag.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\( E = 0{,}1\,\text{kW} \cdot 8760\,\text{h} = 876\,\text{kWh} \); Anteil: \( 876 : 2500 = 0{,}3504 \), also rund 35 %. Kosten: \( 876 \cdot 0{,}35 = 306{,}60 \), also 306,60 €.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Die Aussage ist zurückzuweisen: \( 0{,}02\,\text{kW} \cdot 8760\,\text{h} = 175{,}2\,\text{kWh} \) im Jahr, das sind 61,32 € und rund 7 % des Jahresverbrauchs. Vollständig ist die Antwort mit Rechnung, Vergleichswert und begründeter eigener Position.
