Haidenbauer · Winkelbauer Neu bearbeitet! Grundlagen Installations- und Gebäudetechnik MUSTER
MUSTER
Ing. Herbert Haidenbauer Ing. Gerald Winkelbauer Grundlagen Installations- und Gebäudetechnik Physikalische Grundbegriffe, Arbeits- und Materialkunde MUSTER
Mit Bescheid des Bundesministeriums für Unterricht und kulturelle Angelegenheiten Zl. 43.885/1-III/D/13/98 vom 16. Juni 1999 als für den Unterrichtsgebrauch an Berufsschulen für die Lehrberufe Sanitär- und Klimatechniker – Gas- und Wasserinstallation – Heizungsinstallation – Lüftungsinstallation in den Unterrichtsgegenständen des Fachunterrichts sowie Angewandte Mathematik und Technische Kommunikation geeignet erklärt. Aktualisiert mit Bescheid GZ BMUKK-5.021/0013-B/8/2013 vom Juni 2013. Aktualisiert mit der GZ 2024-0.246.862 vom 21.08.2024 Kopierverbot Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren auch zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist (§ 42 Absatz 6 des Urheberrechtsgesetzes). [2025 – 05001] Das vorliegende Werk ist für den Schul- bzw. Unterrichtsgebrauch bestimmt. Für die berufliche Praxis sind ausnahmslos die Normen selbst in ihrer neuesten Ausgabe bzw. die aktuellen technischen Regelwerke verbindlich. Bitte informieren Sie sich in jedem Fall beim Austrian Standards Institute und bei den Herausgebern der technischen Regelwerke. Normen sind zu beziehen bei: Austrian Standards Institute 1020 Wien, Heinestraße 38 Tel.: +43 1 213 00-300, FAX: +43 1 213 00-355 E-Mail: sales@austrian-standards.at Schulbuch-Nr. 33 Installations- und Gebäudetechnik – Grundlagen Physikalische Grundbegriffe, Arbeits- und Materialkunde + E-Book ISBN 978-3-7100-2004-9 © 2025 Verlag Jugend & Volk GmbH Hainburger Straße 33, 1030 Wien Tel.: 01 533 56 36-0 E-Mail: service@westermann.at www.westermann.at Titelfoto mit freundlicher Genehmigung der Zortea Gebäudetechnik GmbH , 6845 Hohenems Umschlag: Lunart Werbeagentur, St. Martin im Mühlkreis Grafiken: Harald Weinberger, Dipl.-Ing. Christoph Kottbauer Druck: Westermann Druck Zwickau GmbH Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung − auch auszugsweise − gesetzlich verboten. MUSTER
III Inhalt GRUNDLAGEN FACHZEICHNEN ANGEWANDTE MATHEMATIK ARBEITS- UND MATERIALKUNDE ANHANG Grundlagen 1. SI-Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Basisgrößen und Basiseinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 Nicht mehr zulässige Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Teile und Vielfache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.4 Länge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.5 Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2. Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1 Abgeleitete Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.2 Fläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.3 Rauminhalt (Volumen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.4 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.5 Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.6 Beschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.7 Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.8 Fallbeschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.9 Gewichtskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.10 Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.11 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.11.1 Hydrostatischer Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.11.2 Überdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.11.3 Luftdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.11.4 Absolutdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.11.5 Statischer und dynamischer Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.11.6 Ruhedruck – Fließdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.12 Druckkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.13 Hydrostatisches Paradoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.14 Volumenstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.15 Massenstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.16 Kontinuitätsgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.17 Ausfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.18 Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.1 Celsius-Skala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.2 Kelvin-Skala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.18.3 Fahrenheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.19 Wärme und Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.20 Hauptsätze der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.20.1 Erster Hauptsatz der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.20.2 Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.21 Wärmemenge, Arbeit, Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.22 Spezifische Wärmekapazität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.23 Allgemeine Wärmegleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.24 Wärmeinhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.25 Mechanische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.26 Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.27 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.27.1 Jahresnutzungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.27.2 Norm-Nutzungsgrad nach DIN 4702 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.28 Wärmebelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.1 Nennleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.2 Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.3 Anschlusswert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.4 Einstellwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.28.5 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.29 Wärmeleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.30 Durchfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.31 kv-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.32 Aggregatzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.33 Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34 Zustandsänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34.1 Schmelzwärme, Flüssigkeitswärme, Verdampfungswärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.34.2 Zustandsänderung durch Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.35 Mischungsregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.36 Wärmeausdehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.36.1 Längenausdehnung fester Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.36.2 Volumsausdehnung flüssiger Körper . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.36.3 Gasgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.37 Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.37.1 Zustandsgrößen und Zustandsänderungen feuchter Luft im h,x-Diagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.38 Wärmeübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.39 Wärmeleitfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.40 Wärmeübergangskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.41 Wärmedurchgangskoeffizient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.42 Temperaturverlauf in mehrschichtiger Wand . . . . . . . . 32 2.43 Wärmeübergang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.44 Temperaturabfall in Rohrleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3. Schall und Schallschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.1 Schalldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.2 Schalldämmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1 Elektrochemische Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2 Chemische Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3 Kontaktkorrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4 Mischinstallationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.5 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.1 Passiver Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.2 Aktiver Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.5.3 Korrosion bei Rohren, Armaturen und Zubehörteilen 39 5. Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . 40 5.1 Stromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.2 Stromarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.3 Stromstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.4 Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.5 Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.6 Das ohmsche Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.7 Elektrische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8 Elektrische Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8.1 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.8.2 FI-Schutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.8.3 Schutzleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.9 Widerstandsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.9.1 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.9.2 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5.10 Sicherer Umgang mit Elektrizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.11 Räume mit Badewannen und Duschen . . . . . . . . . . . . . . 46 5.11.1 Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.11.2 Zusatzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.11.3 Elektrische Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 6. Energiewirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.1 Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.2 Flüssige Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.2.1 Einteilung und Eigenschaften der Öle . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.3 Pipelines in Österreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6.4 Feste Brennstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7. Wärmewert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.1 Brennwert Ho (oberer Heizwert) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.2 Heizwert Hu (unterer Heizwert) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.3 Betriebsheizwert HuB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 8. Ermittlung des Brennstoffbedarfs (Energiebedarf) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 8.1 Jahresbrennstoffbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 9. Verbrennungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.1 Kohlendioxid CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2 Stickstoff N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.3 Schwefeldioxid SO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.4 Kohlenmonoxid CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.5 Stickoxide NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.5.1 Promptes NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.5.2 Brennstoff-NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.5.3 Thermisches NOx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.6 Luftüberschuss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.7 Taupunkt der Abgase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.8 Rußzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.9 Die Abgasverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.10 Überprüfung von Heizungsanlagen ÖNORM M 7510 . . . . . 62 MUSTER
IV Inhalt Fachzeichnen 1. Normschrift ÖNORM A 6010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.1 Schräge Mittelschrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.2 Schriftabmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2. Linienarten und ihre Anwendung . . . . . . . . . . . . 63 3. Schriftfeld ÖNORM A 6040 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4. Papierformate ÖNORM EN ISO 216 . . . . . . . . . . 65 5. Zeichnungsmaßstäbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6. Projektionsmethode ÖNORM ISO 128-30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 7. Bemaßung von Gewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 8. Maßeintragung in axonometrische Darstellungen ÖNORM A 6065 . . . . . . . . . . . . . . . 66 9. Kennfarben ÖNORM H 5020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10. Symbole ÖNORM H 5020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 10.1 Sinnbilder laut ÖNORM H 5021 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 10.2 Sinnbilder laut ÖNORM B 2530-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 10.3 Symbole der MSR-Technik laut ÖNORM H 5024-T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 10.4 Kennbuchstaben der MSR-Technik laut ÖNORM H 5024-T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 11. Sanitärgegenstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Angewandte Mathematik 1. Grundrechnungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.1 Rechnen mit Brüchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.2 Potenzen und Wurzeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 1.3 Rechnen mit Zehnerpotenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2. Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3. Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4. Prozentrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5. Zinsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6. Gefälle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 7. Lehrsatz des Pythagoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 8. Winkelfunktionen im rechtwinkligen Dreieck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 9. Steigung und Gefälle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 10. Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Arbeits- und Materialkunde 1. Chemische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.1 Allgemeiner Aufbau der Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.1.2 Das Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 1.1.3 Chemische Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 1.1.4 Reinstoffe und Aggregatzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 1.1.5 Gemisch (Gemenge) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 1.1.6 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 1.1.7 Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.8 Dispersion und Emulsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.9 Oxidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.10 Reduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.11 Karbide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.12 Säuren und Laugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.1.13 Salze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.2 Wichtige chemische Grundelemente im GWH-Bereich 93 1.2.1 Sauerstoff O (Oxygenium) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1.2.2 Stickstoff N (Nitrogenium) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1.2.3 Wasserstoff H (Hydrogenium) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1.2.4 Kohlenstoff C (Carboneum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 1.3 Wichtige chemische Verbindungen im GWH-Bereich . 94 1.3.1 Kohlenmonoxid CO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 1.3.2 Kohlendioxid CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 1.3.3 Kohlenwasserstoffe CXHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 1.3.4 Wasser H2O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2. Werkstoffe im GWH-Installationsbereich 96 2.1 Einteilung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 2.2 Metallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2.2.1 Eisenmetalle – Herstellung, Einteilung und Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2.2.2 Nichteisenmetalle – Einteilung und Eigenschaften . . 101 2.2.3 Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 2.3 Keramische Werkstoffe und Hartmetalle . . . . . . . . . . . . 104 2.3.1 Keramische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2.3.2 Hartmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2.4 Faserzement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 2.5 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 2.5.1 Einteilung der Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 2.5.2 Thermoplastische Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 2.5.3 Duroplastische Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.5.4 Elastomerische Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.6 Wärmedämm-, Isolier- und Dichtwerkstoffe, Schmiermittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.6.1 Dämm- und Isolierwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 2.6.2 Dichtwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 2.6.3 Schmiermittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3. Messen und Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.1 Längenmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2 Wasserwaage und Schlauchwaage . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 3.3 Temperaturmessgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.4 Druck- und Differenzdruckmessgeräte . . . . . . . . . . . . . 117 3.5 Messung von Durchflüssen (Volumenströmen) . . . . . 120 3.6 Messung des Wärme(Energie)verbrauches . . . . . . . . . 122 3.7 Messgeräte zur Bestimmung elektrischer Größen . . . 123 3.8 Messung der Luftfeuchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 3.9 Abgasanalysegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 3.10 Datenlogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 3.11 Behaglichkeitsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 3.12 Meteorologische Messgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 MUSTER
V Inhalt GRUNDLAGEN FACHZEICHNEN ANGEWANDTE MATHEMATIK ARBEITS- UND MATERIALKUNDE ANHANG 4. Rohre und Rohrverbindungen ���������������������������� 127 4.1 Stahlrohre ������������������������������������������������������������������������������� 127 4.1.1 Einteilung der Stahlrohre ��������������������������������������������������� 127 4.1.2 Herstellung der Stahlrohre ������������������������������������������������� 127 4.1.3 Gewinderohre ������������������������������������������������������������������������� 128 4.1.4 Stahlrohre (Siederohre) ������������������������������������������������������� 132 4.1.5 Präzisionsstahlrohre ������������������������������������������������������������ 133 4.1.6 Stahlrohre für Sonderanwendungen ������������������������������� 135 4.1.7 Leckwarnsystem ������������������������������������������������������������������� 136 4.2 Gusseiserne Rohre ��������������������������������������������������������������� 136 4.2.1 Gusseiserne Abflussrohre ������������������������������������������������� 136 4.2.2 Druckrohre aus duktilem Gusseisen ����������������������������� 139 4.3 Kupferrohre ����������������������������������������������������������������������������� 143 4.4 Kunststoffrohre ��������������������������������������������������������������������� 148 4.4.1 Rohre aus Polyethylen PE ��������������������������������������������������� 148 4.4.2 Polypropylenrohre ����������������������������������������������������������������� 159 4.4.3 Polybutenrohre ��������������������������������������������������������������������� 161 4.4.4 Rohre aus Polyvinylchlorid ������������������������������������������������� 163 4.5 Metall-Kunststoffrohre-Verbundrohre ��������������������������� 166 4.6 Rohre aus Glas, Faserzement, Steinzeug, Blei ����������� 168 5. Spanende Formgebung �������������������������������������������� 170 5.1 Sägen und Trennen ��������������������������������������������������������������� 170 5.2 Feilen ����������������������������������������������������������������������������������������� 174 5.3 Bohren und Senken ��������������������������������������������������������������� 176 5.3.1 Bohren ������������������������������������������������������������������������������������� 176 5.3.2 Senken ������������������������������������������������������������������������������������� 178 5.4 Gewindeschneiden ��������������������������������������������������������������� 178 5.5 Schleifen ��������������������������������������������������������������������������������� 182 6. Spanlose Formgebung ���������������������������������������������� 183 6.1 Biegen ��������������������������������������������������������������������������������������� 183 6.1.1 Kaltbiegen von Rohren ��������������������������������������������������������� 183 6.1.2 Warmbiegen ��������������������������������������������������������������������������� 185 6.2 Stanzen ����������������������������������������������������������������������������������� 185 6.3 Aushalsen und Aufmuffen ������������������������������������������������� 186 6.4 Rollnuten (Riefen) ����������������������������������������������������������������� 186 7. Löten ���������������������������������������������������������������������������������������� 188 7.1 Allgemeines und Arbeitsregeln ��������������������������������������� 188 7.2 Lote und Flussmittel ������������������������������������������������������������� 189 7.3 Weichlöten ����������������������������������������������������������������������������� 190 7.4 Hartlöten ��������������������������������������������������������������������������������� 190 8. Schweißen �������������������������������������������������������������������������� 192 8.1 Pressschweißung ������������������������������������������������������������������� 192 8.2 Gasschmelzschweißung (Autogenschweißen) ����������� 192 8.2.1 Linksschweißen (Nachlinksschweißen) ������������������������� 193 8.2.2 Rechtsschweißen (Nachrechtsschweißen) ������������������� 193 8.2.3 Nahtformen ����������������������������������������������������������������������������� 193 8.2.4 Schweißnahtfehler ��������������������������������������������������������������� 193 8.2.5 Die Schweißgase ������������������������������������������������������������������� 194 8.2.6 Gasflaschen ��������������������������������������������������������������������������� 194 8.2.7 Sicherheitsvorkehrungen ��������������������������������������������������� 196 8.2.8 Ausrüstung ����������������������������������������������������������������������������� 197 8.2.9 Schweißbrenner ������������������������������������������������������������������� 198 8.2.10 Zünden und Einstellen der Azetylenflamme ��������������� 199 8.2.11 S chrumpfung und Flammrichtung der Schweißstellen ��������������������������������������������������������������� 201 8.3 Brennschneiden ������������������������������������������������������������������� 202 8.4 Lichtbogenschweißen ��������������������������������������������������������� 204 8.4.1 Schweißgeräte und Maschinen ����������������������������������������� 204 8.4.2 Elektroden ������������������������������������������������������������������������������� 205 8.4.3 Arbeitsregeln beim Lichtbogenschweißen ������������������� 205 8.5 Schutzgasschweißen ����������������������������������������������������������� 206 8.5.1 Wolfram-Inert-Gas-Schweißen (WIG) ��������������������������� 206 8.5.2 Metall-Aktiv-Gas-Schweißen (MAG) ������������������������������� 206 8.5.3 Metall-Inert-Gas-Schweißen (MIG) ������������������������������� 206 9. Sicherheitstechnik ������������������������������������������������������ 208 9.1 Allgemeine Schutzausrüstung ����������������������������������������� 208 9.1.1 Schuhe ������������������������������������������������������������������������������������� 208 9.1.2 Handschutz / Hautschutz ��������������������������������������������������� 208 9.1.3 Augenschutz ��������������������������������������������������������������������������� 209 9.1.4 Gehörschutz ��������������������������������������������������������������������������� 209 9.2 Arbeiten auf Leitern ������������������������������������������������������������� 209 9.2.1 Allgemeine Bestimmungen über Leitern ����������������������� 209 9.2.2 Stehleitern ������������������������������������������������������������������������������� 210 9.2.3 Anlegeleitern ������������������������������������������������������������������������� 211 9.2.4 Behelfsgerüste ����������������������������������������������������������������������� 211 9.3 Arbeiten auf Dächern ����������������������������������������������������������� 211 9.3.1 Absturzhöhe bis 3 Meter ����������������������������������������������������� 211 9.3.2 Absturzhöhe über 3 Meter ������������������������������������������������� 211 9.3.3 Arbeiten in Höhen ����������������������������������������������������������������� 212 9.4 Arbeiten in Rohrgräben (Künetten) ��������������������������������� 212 9.4.1 Arbeitsraumbreiten ��������������������������������������������������������������� 212 9.4.2 Abböschen ����������������������������������������������������������������������������� 213 9.4.3 Verbaue ����������������������������������������������������������������������������������� 213 9.5 Arbeiten in Brunnen und Schächten ������������������������������� 214 9.6 Schweißen ������������������������������������������������������������������������������� 214 9.7 Brand- und Explosionsgefahr ������������������������������������������� 215 9.8 Gase ������������������������������������������������������������������������������������������ 215 9.9 Chemikalien ��������������������������������������������������������������������������� 215 10. Entsorgung der Werk- und Hilfsstoffe ������������������������������������������������������������������ 216 11. Instandhaltung der Einrichtungen, Werkzeuge, Maschinen und Arbeitsbehelfe ������������������������������������������������������������������ 217 Anhang 1. G riechische Buchstaben als Formelzeichen ���������������������������������������������������������� 219 2. Griechisches Alphabet ���������������������������������������������� 219 3. Formelzeichen ������������������������������������������������������������������ 219 4. Druckdefinitionen ���������������������������������������������������������� 220 5. Bestimmungen des § 26 der Arbeitsmittelverordnung ���������������������������������������� 221 6. V erwendete Normen und Vorschriften �������������������������������������������������������������� 221 7. Bildquellenverzeichnis ���������������������������������������������� 222 Glossar ������������������������������������������������������������������������������������������������ 223 Stichwortverzeichnis ������������������������������������������������������ 231 MUSTER
MUSTER
GRUNDLAGEN 1 1. SI-Einheiten Das Internationale Maß- und Einheitensystem wird als SI-System bezeichnet. Die Einheiten im Messwesen sind im Internationalen Einheitensystem [SI = Systeme International] festgelegt. Sie sind für Österreich rechtsverbindlich. Es baut auf den sieben Basiseinheiten (Grundeinheiten) auf, von denen weitere Einheiten abgeleitet sind. 1.1 Basisgrößen und Basiseinheiten 1.1.1 Nicht mehr zulässige Einheiten 1.2 Teile und Vielfache (Vorsilben zur Bezeichnung von dezimalen Vielfachen/ Teilen der Einheiten gemäß ÖNORM A 6402) 1.3 Zeit t Einheit: s (die Sekunde) Vielfache: min, h, d 1 h = 60 min = 3600 s 1 min = 60 s 1 d (Tag) = 24 h = 1440 min = 86400 s 1.4 Länge l Einheit: m (das Meter) Teile: dm, cm, mm Vielfache: km Umrechnung: 1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm Umrechnungsfaktor: 10 Im Installationsgewerbe werden Gewinderohre mit dem englischen Zoll („inch“) bezeichnet. SI-Einheiten Basisgrößen/Basiseinheiten/Teile/Vielfache/Zeit/Länge/Masse Basisgröße Basiseinheit Einheiten- zeichen Länge Meter m Masse Kilogramm kg Zeit Sekunde s Elektrische Stromstärke Ampere A Thermodynamische Temperatur Kelvin K Stoffmenge Mol mol Lichtstärke Candela cd SI-Vor- Zeichen der Faktoren/Dezimale Zehnerpotenz silben SI-Vorsilben Exa E 1 000 000 000 000 000 000 1018 Peta P 1 000 000000 000 000 1015 Tera T 1 000 000 000 000 1012 Giga G 1 000 000 000 109 Mega M 1 000 000 106 Kilo k 1 000 103 Hekto h 100 102 Deka da 10 101 Dezi d 0,1 10–1 Zenti c 0,01 10–2 Mill m 0,001 10–3 Mikro μ (my) 0,000 001 10–6 Nano n 0,000 000 001 10–9 Piko p 0,000 000 000 001 10–12 Femto f 0,000 000 000 000 001 10–15 Atto a 0,000 000 000 000 000 001 10–18 Größe alte Einheit Umrechnung in SI-Einheiten Länge Zoll 1 Zoll = 25,4 mm Kraft kp 1 kp = 9,81 N Druck at = kp/cm2 1 at = 9,81 . 104 Pa Energie, Arbeit kpm 1 kpm = 9,81 J Wärmemenge kcal 1 kcal = 4186,8 J Leistung PS 1 PS = 735,5 W Wärmestrom kcal/h 1 kcal = 1,163 W Volumseinheit US-Gallon 1 US gal = 3,785 dm3 Volumseinheit Barrel 1 barrel = 158,87 dm3 1” = 25,4 mm Tabelle 1.1: Mittelschwere Gewinderohre gemäß ÖNORM M 5611 DN Zoll Innendurchmesser Außendurchmesser Wasserinhalt in mm im mm in l/m 10 3/ 8” 12,50 17,20 0,12 15 1/ 2” 16,00 21,30 0,20 20 3/ 4” 21,60 26,90 0,37 25 1” 27,20 33,70 0,58 32 11/ 4” 35,90 42,40 1,01 40 11/ 2” 41,80 48,30 1,37 50 2” 53,00 60,30 2,21 65 21/ 2” 68,80 76,10 3,72 80 3” 80,80 88,90 5,13 100 4” 105,30 114,30 8,70 Rechnen mit Zehnerpotenzen siehe Angewandte Mathematik Kap. 1.3 Teile Vielfache 1.5 Masse m Einheit: kg (das Kilogramm) Die Masse eines Körpers ist von der Dichte des Materials und von seinem Volumen abhängig. Die Masse eines Körpers ist ortsunabhängig. Die Masse (im Sprachgebrauch physikalisch nicht korrekt oft als „Gewicht“ bezeichnet), kann durch Vergleiche mit Körpern bekannter Massen (geeichter „Gewichtsstücke“) bestimmt werden. Das Kilogramm ist gleich der Masse des Internationalen KilogrammPrototyps, das aus Platin-Iridium besteht. m = V . ρ 1 kg = 1 dm3 . 1 kg dm3 Masse = Volumen x Dichte m = Masse in kg V = Volumen in dm3 ρ = Dichte in kg dm3 MUSTER
2. Physikalische Grundlagen 2.1 Abgeleitete Einheiten Abgeleitete Einheiten sind Einheiten, die aus den Basiseinheiten des SI-Systems (m, kg, s, A, K, mol, cd) mit dem Zahlenfaktor 1 abgeleitet werden. Dazu gehören auch Potenzen und Potenzprodukte, z. B. m2, m3, m/s, m/s2, N, Hz, W usw. 2.2 Fläche A Einheit: m2 (das Quadratmeter) Teile: dm2, cm2, mm2 Vielfache: km2 Umrechnung: 1 m2 = 100 dm2 = 10 000 cm2 = 1 000 000 mm2 Umrechnungsfaktor: 100 2.3 Rauminhalt V (Volumen V) Einheit: m3 (das Kubikmeter) Teile: dm3, cm3, mm3 Vielfache: km3 Umrechnung: 1 m3 = 1 000 dm3 = 1 000 000 cm3 = 1 000 000 000 mm3 Umrechnungsfaktor: 1000 Hohlmaße werden sehr häufig in Liter (l) angegeben. 1 l = 1 dm3 = 0,001 m3 1 m3 = 1000 l 100 l = 1 hl (Hektoliter) m = Masse in kg V = Volumen in dm3 Umrechnungen: 1 kg = 100 dag = 1000 g 1 dag = 0,01 kg 1 g = 0,001 kg Man kann sagen, die Dichte gibt das Verhältnis der Masse m eines Körpers zu seinem Volumen V an. Wie die Masse m ist auch die Dichte ρ unabhängig vom Ort der Messung. In der Praxis wird die Dichte fester und flüssiger Körper in kg/dm3 und die Dichte gasförmiger Stoffe in kg/m3 angegeben. • Normzustand. Der Normzustand dient zum Vergleichen der volumenbezogenen Mengenangaben von Gasen und Dämpfen. Ein Gas befindet sich bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 1,013 bar im Normzustand. 2 Fläche/Rauminhalt/Dichte Physikalische Grundlagen 2.4 Dichte ρ (rho) Einheit: kg (Kilogramm durch Kubikmeter) m3 ρ = m V kg = kg m3 m3 ρ = Dichte in kg dm3 Masse Dichte = Volumen Die Dichte gibt an, um wie viel leichter oder schwerer ein Körper ist als die gleiche Raummenge Wasser bei einer Temperatur von 4 °C. Flächen und Voluminaformeln siehe Angewandte Mathematik Kap. 2 und 3 Einheit unit Installationsgewerbe installation business Messwesen measuring technology Teil part Umrechnung conversion Umrechnungsfaktor conversion factor Vielfaches multiple abgeleitete Einheit derived unit Dichte density Fläche area gasförmiger Stoff gaseous matter Hohlmaß measure of capacity Masse mass Messung measurement Normzustand standard state ortsunabhängig independent of location Rauminhalt volume Temperatur temperature Verhältnis ratio volumenmäßige quantity data according Mengenangabe to volume Zahlenfaktor number factor Nennen Sie einige SI-Einheiten mit ihren Basisgrößen und Basiseinheiten. Geben Sie an, wie viele mm ein Zoll hat. Erklären Sie, was abgeleitete Einheiten sind. Nennen Sie einige Beispiele. Erläutern Sie, ob die Masse eines Körpers von dem Ort, an dem sie sich befindet, abhängig ist oder nicht. Nennen Sie die Formel, mit der man die Masse eines Körpers berechnen kann. Kompetenzcheck MUSTER
GRUNDLAGEN 2.5 Geschwindigkeit v m Einheit: (Meter durch Sekunde) s s = Weg in m t = Zeit in s Das Meter pro Sekunde ist die Geschwindigkeit eines gleichförmig bewegten Körpers, der in 1 Sekunde die Strecke von 1 Meter zurücklegt. 2.6 Beschleunigung a Einheit: m (Meter durch Sekundenquadrat) s2 Gleichmäßig beschleunigt oder verzögert heißt, dass die Beschleunigung oder Verzögerung konstant bleibt. Mit den gesetzlichen Basiseinheiten Meter und Sekunde erhalten wir als Einheit das „Meter durch Sekundenquadrat“. 2.7 Kraft F Einheit: N (Newton) [‘nju:t( )n] Die Kraft F = 1 N verleiht einem Körper mit der Masse m = 1 kg die Beschleunigung a = 1 m/s2. Kräfte sind Ursachen von Formänderungen und/oder Bewegungen bzw. Bewegungsänderungen. 2.8 Fallbeschleunigung g Frei fallende Körper werden durch die Erdanziehung beschleunigt. Als Normfallbeschleunigung gn wurde festgelegt: gn = 9,80665 m s2 Die Fallbeschleunigung g kann auf anderen Planeten größer (Jupiter) oder kleiner (Mond) sein als auf der Erde. Daher ist auch die Gewichtskraft G eines Körpers dort größer oder kleiner. 3 Physikalische Grundlagen Geschwindigkeit/Beschleunigung/Kraft/Fallbeschleunigung Aluminium 2,70 kg/dm3 Acetylen C2H2 1,17 kg/m3 Beton, Stahl 2,40 kg/dm3 Blei 11,34 kg/dm3 Bronze 8,90 kg/dm3 Eis 0,90 kg/dm3 Eisen, Stahl 7,85 kg/dm3 Glas 2,50 kg/dm3 Gold 19,29 kg/dm3 Gusseisen 7,25 kg/dm3 Heizöl EL 0,86 kg/dm3 Heizöl S 0,95 kg/dm3 Holz lufttr., Rotbuche 0,70 kg/dm3 Kohlendioxid CO2 1,98 kg/m3 Kupfer 8,93 kg/dm3 Luft trocken 1,29 kg/m3 Magnesium 1,74 kg/dm3 Polyäthylen 0,92 kg/dm3 Propangas flüssig 0,50 kg/dm3 Propangas gasförmig 2,00 kg/m3 PVC 1,35 kg/dm3 Quecksilber 13,59 kg/dm3 Wasser bei 4 °C 1,00 kg/dm3 Tabelle 2.1: Dichte verschiedener Stoffe bei 0 °C Weg Geschwindigkeit = Zeit v = s t m = m s s v = Geschwindigkeit in m s Beschleunigung acceleration Bewegung motion Fallbeschleunigung gravitational acceleration Formänderung change in shape Geschwindigkeit velocity gleichförmig bewegt uniform moved gleichmäßig beschleunigt uniform accelerated Kraft force Ursache reason Verzögerung deceleration Weg distance Zeit time Geschwindigkeit Beschleunigung = Zeit F = m . a m m s s2 s 1 = = Kraft = Masse x Beschleunigung v a = t 1 N = 1 kg . 1 m s2 1 N = 1 kgm s2 = F = Kraft in kgm s2 a = Beschleunigung in m s2 m = Masse in kg e m . s–2 MUSTER
Hier wird der Unterschied zwischen den beiden physikalischen Größen „Masse“ und „Gewichtskraft“ eines Körpers besonders deutlich. Während die Masse m des Körpers unabhängig vom Ort überall gleich bleibt, ändert sich seine Gewichtskraft G je nach Ort und der dort herrschenden Fallbeschleunigung. Versuche haben gezeigt, dass nur der Luftwiderstand für den unterschiedlich schnellen Fall von verschiedenartigen Körpern ausschlaggebend ist. In einem Vakuum würden eine Flaumfeder und ein Metallstück gleich schnell fallen. Daraus folgt, dass die Masse in Bezug auf die Fallgeschwindigkeit keine Rolle spielt. Fallgeschwindigkeit: 2.9 Gewichtskraft FG Einheit: N (Newton) [‘nju:t( )n] Auf einen Körper von 1 kg Masse wirkt bei 9,81 m/s2 die Gewichtskraft: (10 N = 1 Kp [1 Kilopond] alte Einheit) Diese Kraft wurde früher im technischen Maßsystem als Krafteinheit verwendet. Die Kraft, die eine bestimmte Masse bewirkt, ist abhängig von der örtlichen Fallbeschleunigung. Das „Gewicht“ kann im allgemeinen Sprachgebrauch verschiedene Bedeutungen haben: • Masse m, gemessen in kg, als Ergebnis einer Wägung. • Gewichtskraft FG, gemessen in N, gleich Masse . Ortsfaktor. • Gewichtsstück (Wägestück) als Vergleichsstück (Referenzmasse) bei Balkenwaagen. Beispiel Welche Gewichtskraft übt eine Person auf eine Unterlage aus, wenn sie eine Masse von 80 kg hat? a) auf der Erde b) auf dem Mond g = 1,6 m/s2 FG = m . g 80 . 9,81 = 784,8 N FG = m . g 80 . 1,60 = 128 N Auf der Erde hat die Person eine Gewichtskraft von 784,8 N. Auf dem Mond hat die Person eine Gewichtskraft von 128 N. 784,8 = 6,131 128 Auf dem Mond hat die Person nur mehr ein Sechstel der Gewichtskraft. 2.10 Auftrieb FA Der Auftrieb eines in eine Flüssigkeit eingetauchten Körpers ist gleich der Gewichtskraft des verdrängten Flüssigkeitsvolumens. Man kann sagen, auf den Körper wirken zwei Kräfte: die eigene Gewichtskraft FG und der Auftrieb FA. 4 Gewichtskraft/Auftrieb Physikalische Grundlagen Normfallbeschleunigung 9,80665 m/s2 Äquator 9,78 m/s2 Nord-/Süd-Pol 9,84 m/s2 Mond 1,60 m/s2 Sonne 270 m/s2 Mars 3,80 m/s2 Jupiter 23,20 m/s2 Tabelle 2.2: v = 2 2 g . h Gewichtskraft = Masse x Fallbeschleunigung FG = m . g 1 N = 1 kg . 1 m s2 FG = Gewichtskraft in kgm s2 g = Fallbeschleunigung in m s2 m = Masse in kg FG = m . g 1 kg . 9,81 m/s2 = 9,81 N ≈ 10 N = Abb. 1: Auftrieb und Gewichtskraft Auftrieb ascending force; buoyancy Balkenwaage (beam) balance eingetauchter Körper immersed body Flüssigkeitsvolumen liquid volume Gewichtskraft force of weight Körper body; substance Krafteinheit unit of force Kräfteverhältnis balance of power Luftwiderstand air resistance Maßsystem measuring system Metallstück metal piece e MUSTER
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