Kann jemand drüberschauen?

Aufgabe 1: 10Liter Wasser von 4°C sollen auf 80°C erwärmt werden. Die Dichte von Wasser beträgt bei

4°C 1 g/cm^3, y = 2*10^-4 *1/°C

a) Welchen Rauminhalt nehmen 10Liter Wasser von 4°C bei 80°C ein?

geg.: 10L, ∆T = 76°C

ges.: V2

V2 = V1 + (1 + 2 * 10^-4 + 1/°C (∆T))

V2 = 10000cm³ + (1 + 2 * 10^-4 + 1/°C (76°C))

V2 = 10000cm³ + 1,0152 cm³

V2 = 10001,0152 cm³

b) Welche Wärmemenge wird zur Erwärmung von 10Liter Wasser von 4°C auf 80°C benötigt?

Q = c * m * ∆T

Q = 4,182 * 10000g * 76°C

Q = 3178,320 J

Aufgabe 2: Welche Wärmemenge benötigt man, um 200g Blei von 20°C zum Schmelzen zu bringen? Schmelztemperatur von Blei 327°C, spezifische Schmelzwärme 25,12 J/g Spezifische Wärmekapazität von Blei c = 0,130

Q = (m * q) + (m * c * ∆T)

Q = (200g * 25,12 J/g) + (200g + 0,130 * 307°C)

Q = 5024 + 7982

Q = 13006 J

A: Es werden 13006 J zum schmelzen von 200g Blei benötigt.

Aufgabe 3: Es werden 100g Glaskugeln von 20°C in 300g Wasser von 60°C geschüttet. Welche Teperatur stellt sich ein? cGlas = 0,754 J/g*K

Q1 = cGlas * m * ∆T

Q1 = 0754 * 100 * 20

Q1 = 1508

Q2 = cWasser * m * ∆T

Q2 = 4,182 * 300 * 60

Q2 = 75276

Qges. = Q1 + Q2

Qges. = 76948,8

∆T = Q / (c * m)

∆T = 76948,8 / (4,182 * 400)

∆T = 76948,8 / 1672,8

∆T = 46°C

A: Die Temperatur des Gemischs pendelt sich bei 46°C ein.

Aufgabe 4: Wieviel Gramm Eis von 0°C können geschmolzen und anschließend als Dampf von 100°C verwendet werden, wenn eine Wärmemenge von 60 212,4 J zur Verfügung steht?

Q1 = qschm * m

Q1 = 333,7 J/g * 1g

Q1 = 333,7 J

Q2 = c * m * ∆T

Q2 = 4,182 * 1g * 100°C

Q2 = 418,2 J

Q3 = qdampf * m

Q3 = 2257 J/g * 1g

Q3 = 2257 J

Qges = Q1 + Q2 + Q3

Qges = 3008,9 J ==> 1g

60212,4 J ==> xg

Qges = 60212,4 J / 3008,9 J = 20,01g = 20g

A: Es werden 20g Eis benötigt.

Aufgabe 5: Ein Zimmer von 12m^2 Grundfläche und 2,50m höhe wird um 20°C erwärmt. Wieviel Kubikmeter Luft entweichen aus dem Zimmer?

∆V = y * V1 ∆T

∆V = 3,66 * 10-³ * 1/K * 30 *20k

∆V = 2,196m³

A: Es entweicht dem Zimmer 2,196m³ Luft.

Aufgabe 6: Um welche Temperatur muss ein Messingstab, der bei 30°C genau ein Meter lang ist, erwärmt werden, damit er 1mm länger wird?

∆l = l1 * a * (v1 – v2)

∆l = l1av2 – l1av2

-l1av2 = -l1av1 - ∆l

V2 = l1av1 + ∆l / l1a

V2 = (1m * 18 * 10^-6 * 1/°C * 30 + 0,001m ) / 1m * 18 * 10^-6 * 1/°C

V2 = 0,00154m / 0,000018 m/°C

V2 = 85,56 °C

∆V = V2 -V1

∆V = 85,56°C – 30°C

∆V = 55.56°C

A: Der Stab muss um 55,56°C erhitzt werden damit er sich um 1mm ausdehnt.

Temperatur, Wärme, Wärmelehre
Wärmekapazität und latente Wärme?

Die Zeit läuft davon...

Aufgabe:

"In einem Glas befinden sich 0.5 Liter Wasser bei einer Temperatur von T2 = 20◦C. a) Wieviel Wärme muss dem Wasser entzogen werden, um es auf die Temperatur T1 = 5◦C abzukühlen?
Hinweis für flüßiges Wasser beträgt die spezifische Wärmekapazität c_Wasser = 4.2 Jg−1K−1 . Die Dichte beträgt ρWasser = 1.0 cm−3 .

(b) In das Wasserglas aus (a) bei der Temperatur T2 = 20◦C wird ein Eiswurfel der ¨ Temperatur T0 = −18◦C gegeben. Wie groß muss die Masse des Eiswurfels ¨ mEis (gemessen in g) sein, damit nach dem vollständigen Schmelzen die Temperatur des Wassers gerade T1 = 5◦C beträgt? (Gib den berechneten Wert gerundet auf drei signifikante Stellen an.)

Hinweis: Spezifische Wärmekapazität von Eis: cEis = 2.0 Jg−1K−1 . Schmelzwärme: ∆QS = 333.5 Jg−1 . Schmelztemperatur: TS = 0◦C."

Jensek81'scher Ansatz:
a) 0, 5l = 500 cm³ = 0, 5 dm³ = 0,5 * 10^-3 m
m*p* V = 1,0 g /cm³ * 0,5 * 10^-3 m³ = 500 g

Temperaturveränderung ∆ T = T2 - T1 = 20 Grad -- 5 Grad = 15 Grad

∆Q = cw * mw * ∆T = 5,2 J / g C * 500 g * 15 C = 31500 J

b) Zunächst wird das EIs von -18 Grad au f0 Graad erwämt. Dazu wird Wärme Q1 benötigt.

Q1 = m * c * ∆T = 2,0 J/kgK * 18 Grad = 36 kJ/kg
Dann wird Eis geschmolzen. Dazu Wärme Q2

Q2 = m * q = m * 335, Jg^-1
Um das geschmolzene Wasser auf 5 Grad zu erwärmen ist Q3 erforderlich.

Q3 = m * c * ∆T = m * 4,2 Jg^-1/K^^1 * 5 K = m * 21 kJ/Kg

Q = Q1 + Q2 + Q3

m * 36 kJ/kg + m * 333,5 kJ/Kg + m * 21 kJ/kg = 31500 J
m (36 kJ/Kg + 333,35 kj/kg + 21kJ/Kg) = 31500 J
m + 390,5 kJ/kg = 31500 J

=> m = 31500 J/ 390,5 kJ/g = 80,66 g

Der Eiswrüfel hat 80,66 g

Kann das sein? oder ist das Kakolores?

Mit freundlichen Grüßen.
Ach, jetzt hätt ich schon fast ausversehen meinen Klarnamen geschrieben.
Seht ihr, soweit kommt's noch. Hahaha
Also, nochmal:

Mit freundlichen Grüßen,
Jensek81

Wasser, Mathematik, Temperatur, Eis, rechnen, denken, Wärme, Eiswürfel, Experimentalphysik, Physik, Thermodynamik, Wärmelehre, Kapazität, addieren
Wie löse ich diese Aufgabe in der Thermodynamik, bezogen auf spezifische Arbeit und der maximal gewinnbaren Leistung?

Hallo zusammen,

ich studiere aktuell Maschinenbau und belege gerade das Modul Technische Thermodynamik.

Dabei habe ich folgende Aufgabe(n):

"

Im Windpark in Tönisvorst stehen Windturbinen mit einer Nabenhöhe von 135 m und einer Flügellänge von 63,5 m. Der Leistungskoeffizient e, also das Verhältnis von der elektrischen Leistung der Turbine zu der maximal von dem Wind auf die Turbine übertragbaren Leistung beträgt 45%.

Die mittlere Windgeschwindigkeit soll 6 m/s betragen.

a. Skizzieren Sie das System.

b. Wie groß ist die spezifische Arbeit die der Wind maximal übertragen kann, wenn der Wind durch die Turbine vollständig abgebremst werden könnte?

Die Zustandsänderung soll als adiabat und reibungsfrei angenommen werden.

c. Wie groß ist die maximal gewinnbare Leistung?

d. Wie groß ist die elektrische Leistung unter Berücksichtigung des Leistungskoeffizienten?

e. Wieviel elektrische Energie kann eine Windturbine in einem Jahr (8760 h) bereitstellen?

f. Wie viele Haushalte mit einem durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von 3000 kWh können von dieser Turbine versorgt werden?

Luft darf als ideales Gas mit einer individuellen Gaskonstante von R=287 J/kg K angenommen werden. Der Luftdruck beträgt 1,013 bar, die Temperatur 15 °C.

"

Kann mir jemand bei der Bearbeitung helfen? Natürlich möchte ich keinen kompletten Lösungsweg mit Ergebnissen, mich würde es einfach nur freuen wenn mir jemand Ansätze liefern könnte. Vorab also Danke für jegliche Hilfe. LG

Temperatur, Leistung, Strom, Energie, Kraft, Elektrotechnik, Spannung, Elektrizität, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Thermodynamik, Wärmelehre, Wirkungsgrad
Wie löse ich diese Thermodynamik-Aufgabe bezogen auf spezifische Arbeit(Wasserkraftwerk in Essen Kettwig)?

Hallo zusammen,

ich studiere aktuell Maschinenbau und belege gerade das Modul Technische Thermodynamik.

Dabei habe ich folgende Aufgabe(n):

"

Am Stausee der Ruhr in Essen Kettwig wird die Ruhr auf eine Höhe von 5m aufgestaut. Der jahresgemittelte Durchfluss der Ruhr beträgt ca. 72 m³/s. Die bei geringen Höhenunterschieden häufig eingesetzten Kaplan-Turbinen erreichen einen Wirkungsgrad von ca. n=85%.

a. Skizzieren Sie das System.

b. Wie groß ist die maximal gewinnbare spezifische Arbeit w12ideal an der beschriebenen Staustufe, wenn die Geschwindigkeitsänderung des Flusses vernachlässig werden kann, die Turbine adiabat und reibungsfrei betrieben werden könnte und das Wasser seine Temperatur nicht ändert.

c. Wie groß ist die spezifische Arbeit w12, wenn der angegebene Wirkungsgrad zugrunde gelegt wird?

d. Wie groß ist die durchschnittlich erzielbare Leistung der Turbine?

e. Wieviel elektrische Energie kann diese Turbine in einem Jahr (8760 h) bereitstellen?

f. Wieviele Haushalte mit einem durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von 3000 kWh können von dem Kraftwerk versorgt werden?

Wasser darf als ideale Flüssigkeit mit einer Dichte von 998 kg/m³ angenommen werden.

"

Kann mir jemand bei der Bearbeitung helfen? Da ich leider wirklich gar nichts verstehe, aber trotzdem gerne die Aufgabe bearbeiten möchte. Natürlich möchte ich keinen kompletten Lösungsweg mit Ergebnissen, mich würde es einfach nur freuen wenn mir jemand Ansätze liefern könnte. Vorab also Danke für jegliche Hilfe. LG

Wasser, Temperatur, Leistung, Strom, Energie, Kraft, Elektrotechnik, Wärme, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Thermodynamik, Wärmelehre, Wirkungsgrad
Hilfe bei Physik verschiedene Aufgaben?

Hallo,

Könnt ihr mir bei den Nachfolgenden Aufgaben helfen? Ich weiß zwar meistens, was gewollt ist, aber keinen Lösungsansatz.

Aufgabe 1:

Töpfe werden oft aus Edelstahl hergestellt. Da Edelstahl verhältnismäßig schlechte Eigenschaften in Bezug auf Wärme hat, wird der Boden von Kochtöpfen aus Edelstahl und Edelstahlpfannen aus mehreren Schichten aufge- baut. Dieser Aufbau wird als Sandwichhoden bezeichnet. Häufig werden in den Böden Schichten aus Aluminium oder Kupfer verwendet.

a) Begründen Sie anhand einer physikalischen Größe, warum ein Kupfer- oder Aluminiumboden im Topf zum

Kochen mit einem Gas- oder Elektroherd besser geeignet ist! ) Prüfen Sie, b ob die spezifische Wärmekapazität der unterschiedlichen Bodenmaterialien relevant ist. Verglei-

chen Sie dazu den Energieaufwand zum Erwärmen von 2 Litern Wasser von Zimmer- (20°C) auf Siedetempe- ratur mit den folgenden Töpfen:

Edelstahltopf mit Kupferkern

Edelstahltopf mit Aluminiumkern

Edelstahltopf mit massivem Edelstahlboden

Die Kerne haben eine Dicke von 0,7 cm und einen Durchmesser von 15 cm. Die Gesamtmasse eines jeden Topfes betrage dabei stets 2,5 kg, was durch unterschiedlich dicke Wandstärken des Edelstahlbleches realisiert wird.

Gehen Sie davon aus, dass sich der Topf ebenfalls vollständig auf die Siedetemperatur des Wassers erwärmt! Beziehen Sie zudem nur die Erwärmung der Topfimaterialien und des Wassers in die Rechnung mit ein! c) Real ist der Energiebedarf deutlich höher. Geben Sie zwei Begründungen an! Welchen Einfluss hat der in a) genannte Vorteil von Kupfer oder Aluminium auf diese beiden Gründe?

Aufgabe 2:

Eine Monozelle des Typs Mignon AA wurde experimentell untersucht. Dazu wurde ein Schaltkreis mit einem cinstellbaren ohmschen Widerstand, einem Schalter, einem Spannungs- und einem Stromstärkemessgerät aufge- baut. Die Schaltung wurde stromrichtig geschaltet. Bei Öffnung des Schalters fließt durch das ohmsche Wider- standsbauteil zwar kein Strom mehr, die Spannungsmessung bleibt aber weiterhin aktiv. Die Innenwiderstände der beiden Messgeräte bleiben bei den experimentellen Auswertungen unberücksichtigt. Folgende Werte wurden gemessen:

U in V | 1,50 | 1,49 | 1,46 | 1,44 | 1,40 | 1,34

I in mA | 0 | 50 | 200 | 300 | 500 | 800

a) Zeichnen Sie einen Schaltplan der Experimentieranordnung b) Stellen Sie die Abhängigkeit der Spannung U von der Stromstärke I in einem Diagramm dar. Interpretieren Sie die Darstellung im Diagramm. c) Berechnen Sie anhand der Angaben die Kurzschlussstromstärke und den Innenwiderstand der Monozelle.

Aufgabe 3 (Ihr müsst nicht das Experiment nachmachen, sondern nur so ungefähre Werte wären gut):

Drei Physiker diskutieren, welchen Einfluss die Verunreinigungen von Wasser mit Salz bzw. Zucker hinsichtlich des Brechungsverhaltens beim Übergang des Lichts von Luft in Wasser haben. Physiker 1 behauptet: „Es wird wohl geringe Unterschiede geben. Sie werden aber wohl so klein sein, dass sich beim Experimentieren aufgrund der Messungenauigkeit kaum signifikante Unterschiede zeigen werden." Physiker 2 sagt: „Die Brechung wird mit höherem Salz- und Zuckergehalt deutlich stärker ausfallen. Ob Saiz oder Zucker beigemischt wird, ist dabei egal." Physiker 3 meint: Mit höherem Salzgehalt wird die Brechung etwas stärker ausfallen als im normalen Wasser Mit höherem Zuckergehalt wird die Brechung dagegen etwas schwächer ausfallen." Überprüfen Sie experimentell, inwiefern die Physiker mit ihren Aussagen richtig oder falsch liegen. Untersuchen Sie dazu die Abhängigkeit der Größe des Brechungswinkels ß von der Größe des Einfallswinkels a für folgende Flüssigkeiten: Leitungswasser, Salzwasser mit geringem Salzgehalt, Salzwasser mit gesättigtem Salzgehalt, Zu- ckerwasser mit geringem Zuckergehalt; Zuckerwasser mit gesättigtem Zuckergehalt. Variieren Sie dabei a von 0° bis fast 90" und stellen Sie die Ergebnisse in einem ẞ(a)-Diagramm dar, welches die Abhängigkeit des Brechungswinkels vom Einfallswinkel für die fünf verschiedenen Flüssigkeiten darstellt. Ferti- gen Sie ein Protokoll an, indem auch Fotos von der Versuchsdurchführung zu sehen sind.

Topf, Wasser, Temperatur, Elektronik, Strom, Energie, Licht, Elektrotechnik, Spannung, Dichte, Elektrizität, Formel, Physik, Schaltung, Thermodynamik, Vektoren, Vektorrechnung, Wärmelehre, Widerstand

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