von Marcus H.V. Lohr

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Dieser Blog sucht Lösungen der Probleme, die keine sein müssten. - Ein wichtiger Bestandteil unseres Ansatzes sind kluge Fragen, denn: „In einer klugen Frage liegt die halbe Antwort“. 

Ja, es gibt auch noch lineare Zusammenhänge in der Physik. Die Physik des Wärmeinhalts ist so ein Zusammenhang. Die Wärmeenergie Q, die ein Körper hat, hängt einfach (linear) ab von der Masse dieses Körpers m, seiner Temperatur T und einer Konstanten. Diese Konstante nennt man Wärmekapazität c und sie bezeichnet die Fähigkeit eines Körpers Wärme gut oder weniger gut zu speichern.

Wasser hat eine sehr hohe Wärmekapazität, das bedeutet, Wasser kann gut erwärmt werden und hält danach die Wärme recht lange. Diese Eigenschaft ist nicht nur wichtig zur Auslegung von Heizungen, Warmwasserversorgungen oder Kühlsystemen, sondern auch für das Klima unserer Erde. Jeder weiß, dass man vor Portugal im April nur als „Hart Gesottener“ in den Atlantik springen sollte, im Oktober dies aber sehr angenehm ist und dass an der Küste die Temperatur über dem Wasser träger reagiert als über dem Land.

Wasser hat übrigens nach Wasserstoff und Helium die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Materialien.

Deshalb ist Wasserkühlung beim Verbrennungsmotor besser als Luftkühlung und wenn man in technische Grenzbereiche geht, wird mit flüssigem Helium gekühlt.

Diese Wärmeleitfähigkeit ist das c in der Formel unten mit der Einheit [KJ/kg, K]. Keine Angst, es wird nicht kompliziert.

Die einfache lineare Formel ist:

Q = c x m x T

Jetzt sollte der Transfer nicht schwerfallen, dass man mit dieser Formel 2 Zustände unterschiedlicher Temperatur vergleichen kann: Zum Beispiel einen Körper mit 21°C gegenüber einem Körper mit 20°C.

Die „d’s“ stehen jetzt dür diese „Differenz“, d = Differenz, also gar nicht so schwer, oder?

dQ = c x m x dT

Jetzt nehmen wir noch eine statthafte Vereinfachung vor und nehmen an, dass in den geringen Veränderungen, in denen wir uns bewegen, es bei der Masse m und der Wärmekapazität keine Veränderungen gibt. Das Wasser in einer Heizung zum Beispiel oder das Holz eines Möbels oder der Beton einer Wand ändern sich in den betrachteten Temperaturbereichen kaum, aber es ist anschaulich, dass Wasser seine Eigenschaften in größeren Bereichen sprunghaft ändern kann: Eis, Wasser, Dampf.

Wir können also vereinfachen und die Formel reduzieren auf eine Proportionalität:

dQ prop. dT

Die Menge der Wärmeenergie hängt also „nur“ linear vom Temperaturunterschied ab.

Die Innen-Temperatur von geheizten Räumen im Winter oder gekühlten Räumen im Sommer haben wir selbst in der Hand. Wir können sie regeln. „Wir“ müssen uns nur einigen, zum Beispiel in großen Räumen. Unterschiedliche Menschen mit unterschiedlichem Stoffwechsel haben auch ein unterschiedliches Wärmeempfinden. Aber das führt jetzt zu weit.

Die Außen-Temperatur wird von der Natur bestimmt, vom Klimawandel, von den Rückwirkungen des Klimawandels auf das Wetter. Kurz: Wir sollten etwas demütig davon ausgehen, dass WIR bis auf weiteres die Außentemperatur nicht „einstellen“ können.

Wir können sie beobachten und messen, und da hilft ein Blick in die Statistik.

Wir müssen also nur die Differenz zwischen der Außentemperatur und der gewünschten Innentemperatur „verändern“. Im Winter durch Heizen.

Der Effekt der Natur, also der Schwankung der Außentemperatur (milder Winter oder harter Winter), ist genauso groß wie der Effekt, den wir durch das Einstellen der Temperatur am Thermostat bewirken.

Natürlich braucht man im kalten Dezember insgesamt mehr Wärmeenergie als im September oder Mai. Aber weil die Physik uns hier wohl gesonnen ist, ist der Effekt von einem °C immer gleich. Jedenfalls in diesen engen Temperaturbereichen.

Wer allerdings mit Batterien im Winter Energie erzeugen muss, weiß, dass diese eine Wohlfühltemperatur haben, Verbrennungsmotoren auch (Diesel-Gate). Das ist jetzt aber nichts für diese Betrachtung.

Wenn wir die Heizperiode so kurz wie möglich machen (im September und Oktober so lange wie möglich auf das Heizen verzichten) und im Frühjahr so früh wie möglich im April, desto stärker der Spareffekt.

Das soll keineswegs heißen, man sollte in den kalten Monaten „aufdrehen“. Der absolute Verbrauch ist in diesen Monaten immer noch am höchsten. Und die Preis-Spirale dreht sich bei starker Nachfrage am meisten.

Warum trauen Medien oder Politiker die Erklärung solcher Zusammenhänge den BürgerInnen nicht zu?