Physik, bitte helft mir.
Ich habe eine Physik Hausaufgabe und habe mal wieder keine Ahnung.
Vielleicht gibt es ja Experten, die sich damit auskennen:
1. Berechne die Wärme, die zugeführt werden muss, um bei den nachfolgend genannten Körpern die jeweilige Temperaturerhöhung zu erreichen:
a) Ein Stahlkörper mit einer Masse von 6,8 kg soll von 20 grad C auf 50 grad C erhitzt werden
b) Ein Aluminiumkörper mit einer Masse von 9,6 kg und einer Länge von 30 cm soll von 20 grad C auf 60 grad C erhitzt werden
2. Wenn man 100g Wasser mit einer Temperatur von 20°C und 100g Wasser mit einer Temperatur von 60°C mischt, erwartet man eine Mischungstemperatur von 40°C. Gießt man die eine Wassermenge in die andere, so erhält man jedoch etwa 38°C oder etwa 42° C, aber nie 40°C
a) Unter welchen Bedingungen erhält man etwa 38°C? Warum?
b) Unter welchen Bedingungen erhält man etwa 42°C? Warum?
c) Unter welchen Bedingungen könnte man angenähert 40 grad C erhalten? Warum?
3. Eine Badewanne ist mit 100 l Wasser (40°C) gefüllt. Ein Kochtopf ist mit 2l siedendem Wasser (100°C) gefüllt.
a) Berechne die Wärme, die jeweils bei Abkühlung bis auf Zimmertemperatur (20°C) abgegeben wird!
b) Vergleiche die abgegebene Wärme des Badewassers mit der abgegebenen Wärme des siedenden Wassers.
c) Äußere dich über die Nutzbarkeit der thermischen Energie des Wassers in der Badewanne und der thermischen Energie des Wassers im Kochtopf.
Ich danke euch schon jetzt. Beantwortet einfach das was ihr wollt oder könnt. ich habe schon die Hälfte gelöst und das sind die Fragen, die noch übrig sind. ich danke jedem von euch.
2 Antworten
spezifische Wärmekapazität Stahl c(st)=0,481 KJ/(kg*K)
Bedeutet: Um 1 Kg Stahl um 1° Celsius zu erwärmen,braucht man eine Energie von Ezu=0,481 KJ (Kilojoule)
1 KJ=1000 J (Joule)=1000 Nm (Newton mal Meter)
a) Qzu=m*c(st)*(t2-t1)=6,8 kg *0,481 KJ/(kg*K)*(50°-20°)=98,124 KJ
b) spezifische Wärmekapazität von Aluminium c(Al)=0,896 KJ(kg*K)
Qzu=m*c(Al)*(t2-t1)=9,6 kg*0,896 KJ/(kg*K)*(60°-20°)=344,06 KJ
Zu 2) siehe "Richmannsche Mischungsregel" Physik-Formelbuch",bekommt man privat in jeden Buchladen
Ist der "Energierhaltungssatz"
Ezu=Eab
Das kältere Wasser nimmt die Energie Ezu vom wärmeren Wasser auf.
Das wärmere Wasser gibt die Energie Eab an das kältere Wasser ab.
Mischtemperatur tm=(c1*m1*t1+c2*m2*t2)/(c1*m1+c2*m2)
mit c1=c2 und m1=m2 ergibt
tm=c/c*m/m*(t1+t2)/2=(20°+60°)/2=40°
a) man erhält tm=38° wenn man das warme Wasser in das kältere Wasser schüttet.
38° erhält man,weil ja auch Wärmeenergie an das kalte Gefäß abgegeben wird.
b) tm=42° erhält man,wenn man das kalte Wasser in das warme Wasser schüttet.
Das warme Gefäß gibt ja auch Wärmeenergie an das kalte Wasser ab.
c) ca. tm=40° könnte man erreichen,wenn die beiden Gefäße neutral wären,also weder Wärmeenergie aufnehmen oder abgeben (vollkommen wärmeisolierte Gefäße)
zu 3) spezifische Wärmekapazität von Wasser c=4,19 KJ/(kg*K)
a. Badewanne Qab=m*c*(t2-t1)=100 kg*4,19 KJ/(kg*k)*(40°-20°)=8380 KJ
Kochpott Qab=2 kg*4,19 KJ/(kg*K)*(100°-20°)=670,4 KJ
b. Qab gesamt =8380+670,4=9050,4 KJ
Äußerung: 1. Mit t=100° kann man Kartoffel kochen
2. Mit dem kochenden Wasser kann man die Badewassertemperatur aufrechterhalten -bis zu einer gewissen Zeit-,wenn diese etwas abkühlt.
3. Läßt man das gesamte Wasser auf Zimmertemperatur abkühlen,so kann man damit die Wohnung heizen.
4. Mit eine Wärmepumpe kann man den Wasser Wärmeenergie entziehen-z.Bsp. indem man das Wasser im Kühlschrank abkühlt-so kann man die Wohnung heizen.Die Wärme wird dann hinten am Kühlschrank (Wärmetauscher) an die Wohnung abgegeben.
Man muß allerdings dazu "elektrische Energie" für den Kühlschrank aufbringen.
Zwei Liter Wasser sollen von 20 Grad auf 80 Grad erwärmt werden. Welche Wärme ist dafür nötig?
Lösung: Die Menge Wasser kann direkt als Gewicht angegeben werden, da
2 Liter Wasser einer Masse von 2kg entsprechen, damit ist m = 2kg. Die
spezifische Wärmekapazität von Wasser entnimmt man einer Tabelle und
beträgt c = 4190J · kg-1K-1. Die Temperaturdifferenz beträgt 60 Grad Celsius, was auch 60 Kelvin entspricht.
Gefunden auf Frustfrei-lernen.de
LG