Wasser Kochen: Wie lange dauert es, bis Wasser kocht?

Wie lange dauert es bis das Wasser kocht? Mit diesem kostenlosen Online-Rechner kann das ganz einfach und schnell berechnet werden. Benötigt wird nur die Wassermenge, Ausgangstemperatur und die Leistung des Wasserkochers. Zusätzlich finden Sie nützliche Hintergrund-Infos und praktische Tipps zum Stromsparen.

Wasserkocher: Kosten und Zeit berechnen


Die spezifische Wärmekapazität von Wasser hängt von der chemischen Zusammensetzung des Wassers, der Wassertemperatur, sowie dem Umgebungsdruck ab. Für den Anwendungsbereich dieses Rechners ist es aber ausreichend von einem konstanten Wert auszugehen. Falls man sich auf dem Mount Everest eine Tasse Tee zubereiten möchte, sollte nicht erwartet werden, dass dieser Rechner die passenden Ergebnisse liefert.

Wer ist schneller: Wasserkocher oder Herd?

Studien zufolge besitzt jeder zweite deutsche Haushalt einen Wasserkocher. Sie ersetzten in den letzten Jahrzehnten nach und nach Pfeifkessel und Tauchsieder. Der entscheidende Vorteil liegt im höheren Bedienkomfort der Wasserkocher. Meist bestehen sie aus einem einem abnehmbaren Wasserbehälter und einem Sockel, über den das Heizelement im Wasserkocher den Strom bezieht. Außerdem sind automatische Abschaltungen eingebaut, die den Wasserkocher abschalten, sobald das Wasser zum Kochen gebracht wurde. Dadurch sind sie sicherer und einfacher zu bedienen als Tauchsieder. Doch was geht schneller: die Erwärmung von Wasser auf dem Herd oder mittels Wasserkocher?

Grundsätzlich sind Wasserkocher günstig in der Anschaffung und verbrauchen weniger Strom als ein Wasserkessel oder Topf auf dem Elektroherd, um die gleiche Menge Wasser zum Kochen zu bringen. In Sachen Energieverbrauch geht der Punkt also klar an den Wasserkocher, aber gilt das auch in Sachen Geschwindigkeit?

Im direkten Geschwindigkeitsvergleich zu einem Gas- oder Cerankochfeld liegt auch hier der Wasserkocher vorn. Einzig der Zweikampf mit einer modernen Induktionskochplatte fällt knapper aus, da hier kaum Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Besitzt der Induktionsherd zusätzlich noch eine sogenannte Boost-Funktion, benötigt er laut Deutscher Energieagentur kaum länger als ein Wasserkocher, um Wasser zu erhitzen.

Insgesamt liegt aber die klare Empfehlung in Sachen Geschwindigkeit und Energieeffizienz beim Wasserkocher!

Die Einheit Kalorie (cal) ist definiert als die Menge Energie, die benötigt wird, um 1 g Wasser um 1 Kelvin zu erwärmen. Die Kilokalorie (kcal), die auch auf Lebensmittelverpackungen angegeben wird, bezeichnet die Energiemenge, die man braucht, um 1 kg Wasser um 1 Kelvin zu erhitzen.

Was passiert physikalisch wenn Wasser kocht?

Beim Wasser (so wie auch in jeder anderen Flüssigkeit) befinden sich die einzelnen Moleküle in einer ständigen Bewegung. Erhöht sich die Temperatur, bewegen sich diese Teilchen immer stärker und auch schneller. Ist der Siedepunkt erreicht, beginnt das Wasser zu kochen und es gelingt immer mehr Molekülen den Aggregatzustand zu verändern und in die Luft zu entweichen.

Zu diesem Zeitpunkt ist also die Anziehungskraft zwischen den Teilchen nicht mehr ausreichend, um alle Bestandteile in einem flüssigen Zustand zu halten. Es entsteht Wasserdampfdampf, das Wasser wird also gasförmig. Dieser Vorgang geschieht nicht nur an der Wasseroberfläche, sondern in der gesamten Flüssigkeit. Dies erkennt man beispielsweise gut am Boden von Topf oder Wasserkocher, wo sich kleine Blasen bilden und aufsteigen.

Wasser kochen in unterschiedlichen Höhen

Höhe in mSiedepunkt Wasser in GradSo hoch wie:
- 250 m101 °CStadt Jericho, Naher Osten
0 m100 °CMeeresspiegel
443 m98,5 °CEmpire State Building
828 m97,0 °CBurj Khalifa, Dubai
1.142 m96,0 °CBrocken, Deutschland
2.982 m90,0 °CZugspitze, Deutschland
3.798 m87,0 °CGroßglockner, Österreich
4.809 m84,0 °CMont Blanc, Frankreich
6.168 m79,0 °CMount McKinley, USA
8.849 m70,0 °CMount Everest, Himalaya

Umso höher man sich befindet, umso weniger stark muss Wasser erhitzt werden bis es kocht. Doch was sind hierfür die physikalischen Hintergründe?

Der Vorgang des Wechsels in einen gasförmigen Zustand hat jedoch einen Gegenspieler: den Luftdruck. Die Luftmoleküle umgeben das Wasser, was dazu führt, dass ein gewisser Teil der gasförmig gewordenen Wassermoleküle wieder in die Flüssigkeit gedrückt werden.

Auf Höhe des Meeresspieles beträgt der Luftdruck etwa 1.013 bar, was als Normaldruck bezeichnet wird. Auf dieser Höhe verdampft Wasser bei 100°C. Je höher man sich auf einem Gebäude oder einem Berg befindet, umso geringer ist der Luftdruck, weswegen das Wasser dort bereits bei tieferen Temperaturen siedet.

Der Wasserkocher als Klimaschützer

Seit über 40 Jahren kennzeichnet das Umweltzeichen „Blauer Engel“ Produkte, die besonders langlebig oder umweltfreundlich sind. Wasserkocher erhalten dieses Siegel, wenn die Kunststoff-Bestandteile, mit denen das Trinkwasser in Kontakt kommt, keine umwelt- und gesundheitsschädlichen Stoffe enthalten.

In Sachen Energieeffizienz müssen so zertifizierte Wasserkochen einen Wirkungsgrad von 85% übertreffen. Dies bedeutet im Detail, dass sie für die Erhitzung eines Liters Wasser von 20 Grad bis zum Siedepunkt nicht mehr als 0,115 kWh an Strom verbrauchen dürfen.

Mobile Lösung: Der Campingkocher

Wenn man versucht, mit einem Feuerzeug einen Liter Wasser zum Kochen zu bringen wird man schnell merken, dass der Rechner für diesen Fall unbrauchbare Werte herausgibt. Ist die zugeführte Leistung nämlich zu gering, bekommt die Abgabe von Wärmeenergie an die Umgebung eine große Bedeutung. Das Wasser kühlt sich nämlich schneller ab, als man es mit einem Feuerzeug erhitzen kann. Wir schlagen deshalb vor, unterwegs einen Campingkocher zu verwenden.

Je höher man sich befindet, desto niedriger ist der Siedepunkt: Wasser Kochen auf Bergen geht schneller!
Für den Outdoor- bzw. Campingeinsatz gibt es eine Vielzahl an mobilen Lösungen.

Energiespar-Tipps bei der Wasser Erwärmung

  • Die Erwärmung über einen elektrischen Wasserkocher ist weitaus kostengünstiger und auch viel schneller als über einen Küchenherd möglich.
  • Wasserkocher mit Wänden aus wärmeleitendem Material wie Metall besitzen einen schlechteren Wirkungsgrad als solche aus Kunststoff. Man spart also bares Geld, wenn man einen Wasserkocher mit Innenwänden aus Kunststoff verwendet.
  • Wenn Wasser in einem Topf erwärmt werden soll, reduziert ein passender Deckel die erforderliche Zeit und somit auch die Energiekosten erheblich.
  • Wer im Garten einen Pool besitzt, der kann sein Wasser auch mittels Sonnenenergie erwärmen.
  • Die größten Kosten fallen fürs Erhitzen des Wassers, nicht für das Wasser selber an.

Bring Salz das Nudelwasser langsamer zum Kochen?

Forschende des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen befassten sich wissenschaftlich mit der Frage, wann genau das Salz dem Wasser zuzugeben werden sollte.

Bei der Beantwortung dieser Fragen verwiesen sie klar auf die Gesetze der Thermodynamik. Grundsätzlich ist es so, dass wenn Wasser zum Kochen gebracht soll, ein Teil der Flüssigkeit in Wasserdampf umgewandelt werden muss. Hierfür müssen möglichst viele Wassermoleküle aus ihrem Verbund mit anderen Molekülen durch Zuführung von Energie in Form von Wärme herausgelöst werden.

Wird das Salz vor der Erwärmung ins Nudelwasser gegeben, so stellen sich die Salzteilchen den Wassermolekülen zusätzlich in den Weg. Dies bedeutet in der Folge, dass es den Wassermolekülen erschwert wird, sich aus dem Verbund zu lösen. Gut gesalzenes Nudelwasser kocht dann erst etwa bei 101° Grad Celsius.

Dies wäre jedoch eine zu einfache Antwort auf die Frage, denn eine weitere Schlussfolgerung war, dass es ganz egal ist, wann das Salz hinzugefügt wird. Gibt man das Salz erst dann hinzu, wenn das Wasser bereits kocht, muss die dadurch entstehende Lösung ebenfalls auch um ein zusätzliches Grad erhitzt werden, um weiter zu kochen.

Die Wärmeenergie, die man über den Küchenherd benötigt, ist also immer gleich, unabhängig davon, auf welchem Weg bzw. zu welchem Zeitpunkt die Salzgabe geschieht. Küchenprofis ergänzen an dieser Stelle noch den Hinweis, dass Nudeln durch Salz auch nicht viel schneller bissfest werden.

Wussten Sie schon?

  • Beim Wasserkocher erkennt ein sogenannter Sprungschalter (Temperaturschalter) mit einem Bimetall den Siedepunkt des Wassers und ist in der Regel mechanisch mit dem Ein-/Ausschalter am Gehäuse verbunden.
  • Vor einigen Jahren wurde in einem Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft in Hamburg ein Mechanismus entworfen, der Wasser innerhalb von einer halben Pikosekunde um 600 °C erhitzen kann. Herzstück des neuen Konzepts ist ein konzentrierter Blitz sogenannter Terahertz-Strahlung.
  • Auf der Weltausstellung in Chicago wurde im Jahr 1893 der erste elektrische Wasserkocher gezeigt.

FAQ

Wie kann man Wasser am schnellsten zum Kochen bringen?

In Sachen Geschwindigkeit und Energieeffizienz gewinnt der Wasserkocher ganz klar vor dem Küchenherd. Soll die Wassererwärmung im Topf erfolgen, so reduziert ein Deckel den Zeitaufwand erheblich. Individuelle Zeit und Kosten beim Wasser kochen berechnen

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Wie viel Grad hat kochendes Wasser?

Wasser fängt bei einer Temperatur von 100 Grad Celsius an zu kochen. Bei dieser Temperatur hat es seinen Siedepunkt erreicht und beginnt vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand überzugehen. Individuelle Zeit und Kosten beim Wasser kochen berechnen

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Kocht Wasser in den Bergen schneller?

Mit der Höhe wird die Luft zunehmend dünner und der Luftdruck sinkt. Dies bedeutet, dass in der Folge weniger Energie aufgewendet werden, um Wasser zum Kochen zu bringen: Auf dem Berg kocht Wasser bereits bei niedrigerer Temperatur. Individuelle Zeit und Kosten beim Wasser kochen berechnen

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Ist Wasser kochen auf dem Mond möglich?

Auf dem Mond schwanken die Tages- und Nach-Temperaturen zwischen weit unter -100 Grad und über +100 Grad. Hinzu kommt ein Vakuum, also das Fehlen jeder Atmosphäre/Luftdrucks. Laut Forschenden liegt bei 0,006 bar und 0,01 °C der sogenannte Tripelpunkt, bei dem alle drei Phasen des Wassers (fest, flüssig, gasförmig) aufeinandertreffen, so dass diese Tatsachen das Wasserkochen auf dem Mond (zumindest im Außenbereich) unmöglich machen würden.

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Wie lange dauert es, bis 100 l Wasser kochen?

Da hier weder der heimische Wasserkocher noch ein großer Topf ausreichen, kann man diese Frage zunächst nur theoretisch lösen: Geht man von einer zur Verfügung stehenden Heizleistung von 24 kW aus (entspricht einem handelsüblichen Durchlauferhitzer), so wären 1000 Liter in rund 28 Minuten von 20 auf 99°C erhitzt.

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Dem Rechner liegt eine ganz einfache Formel zugrunde:

P = \frac{W}{t} oder \text{Leistung} = \frac{\text {Arbeit}}{\text{Zeit}}

Die Arbeit W ist in diesem Fall die thermische Energie Q, die benötigt wird, um eine Masse m mit einer spezifischen Wärmekapazität c , um die gewünschte Temperatur \Delta T zu erwärmen. (Energie und Arbeit lassen sich hier äquivalent verwenden, da Energie gespeicherte Arbeit ist.) Es folgt:

Q = m c \Delta T

Das setzen wir in die erste Gleichung ein und lösen nach der Zeit t auf:

t = \frac{m c \Delta T}{P}

Diese Formel liefert uns die voraussichtliche Dauer des Wasser Kochens.

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Es wird eine Wassertemperatur von 20°C angenommen. Dieser Näherungswert ist für die Praxis absolut ausreichend. Ein typischer Wasserkochvorgang sieht so aus: Ein Liter Wasser soll in einem handelsüblichen Wasserkocher zum Kochen gebracht werden. Wenn man bei der Temperatur um 5°C daneben liegt, weicht die vorausgesagte Dauer von der tatsächlichen Dauer nur um etwa 10 Sekunden ab. Die standardmäßige Nennleistung von 2200 Watt ist ein Wert, den viele handelsübliche Wasserkocher haben.

Beispiel für einen Liter Wasser, der 20°C warm ist und in einem handelsüblichen Wasserkocher mit der Nennleistung 2000 W zum Kochen gebracht werden soll: Zuerst müssen die angegebenen Werte in SI-Einheiten umgerechnet und aneinander angepasst werden. Dazu berechnen wir zuerst die Masse m des Wassers, indem wir das Volumen des Wassers V mit der Dichte \rho malnehmen:

\rho_{Wasser} = 1000 \frac{kg}{m^3} = 1 \frac{kg}{dm^3} = 1 \frac{kg}{l}

m={1l}\times{1 kg l^{-1}}=1 kg

Die spezifische Wärmekapazität des Wassers c entnehmen wir unserem physikalischen Grundwissen:

c_{Wasser} = 4,1897 kJ kg^{-1} K^{-1}

Die Temperaturdifferenz \Delta T ergibt sich aus der Differenz von gewünschter und aktueller Temperatur des Wassers. Für die Zwecke dieses Rechners reicht es aus, den Siedepunkt von Wasser bei 100°C anzusetzen.

\Delta T = 100^\circ C - 20^\circ C = 80^\circ C
Da in der Physik in der Einheit Kelvin (K) gerechnet wird, müssen wir die 80°C noch umrechnen. Dankenswerterweise ist das sehr einfach. 1 Kelvin und 1 Grad Celsius beschreiben nämlich den gleichen Temperaturabstand. Der Nullpunkt der Kelvin-Skala ist festgelegt als die tiefstmögliche Temperatur, die es im Universum geben kann. Es gibt also auch keine negativen Temperaturwerte in Kelvin. 0°C hingegen ist die Temperatur, bei der Wasser gefriert. 0 Kelvin sind -273,15 °C und 0°C dementsprechend 273,15 Kelvin. Kehren wir nun zu unserem Wasserkocher zurück. Man kann den Temperaturunterschied von 80°C also direkt als 80K schreiben.

\Delta T = 80^\circ C=80K

Nun benötigen wir die Leistung P, die der Wasserkocher zum Erhitzen in das Wasser stecken wird. Diese müssen wir in passende Einheiten umrechnen.

P = 2200W = 2,2 kJ s^{-1}

Da der Wasserkocher jedoch auch Energie in die Erhitzung des Geräts (besonders der Außenwände) steckt, müssen wir den Wirkungsgrad \eta beachten. Wir nehmen hier folgenden Wirkungsgrad \eta an:

\eta= 0,8

Dieser Wirkungsgrad ist durch Produkttests als durchschnittlicher Wert ermittelt worden. Es ergibt sich eine Leistung P von:

P=0,8 \times 2,2 kJ s^{-1} =1,76 kJ s^{-1}

Nun haben wir alle Werte in den passenden Einheiten und können die Zeit t berechnen, indem wir einfach einsetzen:

t= \frac{1 kg \times 4,1897 kJ kg^{-1} K^{-1} \times 80 K}{1,76 kJ s^{-1}}=190,440909s

In Minuten umgerechnet ergibt das ungefähr:

t \approx 190,44s \approx \text{3:10 } min

Es dauert also voraussichtlich etwa 3:10 Minuten, um einen Liter, 20°C warmes Wasser zum Kochen zu bringen, wenn wir einen handelsüblichen Wasserkocher mit einer Nennleistung von 2200 W benutzen.