Hallo dingdong,
die Wärmekapazität von Wasser ist schon enorm hoch. Aus diesem Grund wird es auch so gerne als Kühlmittel oder eben in Solaranlagen verwendet. Ich habe zwar noch nie versucht, eine Wasser-Kies-Mischung zu erwärmen, daher weiß ich nicht aus der Anschauung, ob ich dafür nun mehr Energie brauche als für reines Wasser. Aber zur Wärmekapazität weiß ich folgendes:
Die Wärmekapazität gibt ja zunächst einmal an, wieviel Energie man in einen Stoff reinstecken muss, um seine Temperatur um 1°C (bzw. 1 Kelvin) zu erhöhen. Um verschiedene Stoffe miteinander vergleichen zu können, kann man diesen Wert nun entweder auf die Masse oder auf das Volumen beziehen.
Bezogen auf die Masse spricht man von der spezifischen Wärmekapazität, bezogen auf das Volumen nennt man die Wärmespeicherfähigkeit dann Wärmespeicherzahl.
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt etwa 4,2 kJ/(kg*°C), die von Baustahl nur etwa 1/10, nämlich 0,46 kJ/(kg*°C). Man braucht also 4,2 kJ an Energie, um 1 kg Wasser um 1°C zu erwärmen, während man bei Stahl nur 0,46 kJ braucht. (Eine höhere spezifische Wärmekapazität als Wasser hat übrigens kaum ein Stoff).
Bezogen auf das Volumen sind Wasser und Baustahl allerdings nahezu gleich gute Wärmespeicher. Wasser hat eine Wärmespeicherzahl von 4190 kJ/(m^3*°C) und Stahl erreicht 3611 kJ/(m^3*°C). Das heißt, um jeweils 1 Kubikmeter des entsprechenden Stoffes um 1°C zu erhitzen braucht man etwa 4000 kJ an Energie.
Es mag also sein, dass bei einer Wasser-Kies-Mischung aufgrund der höheren Dichte die Wärmeleitzahl höher ist, man also mehr Energie zum Erhitzen benötigt als bei einem gleich großen Wasservolumen. Bezogen auf die Masse wird Wasser alleine jedoch besser abschneiden. Hat das geholfen?
Herzliche Grüße,
Chilla
