Physik: In einem Wärmetauscher-Kühlsystem nimmt ein 10 kg Block einer Eisenlegierung, bei Raumtemperatur von 20 °C beginnend, die Wärmeenergie einer...?
Hallo, ich finde bei der folgenden Aufgabe einfach keinen Einsatz, aufgrund der 2 vorliegenden Wärmekapazitäten..
In einem Wärmetauscher-Kühlsystem nimmt ein 10 kg Block einer Eisenlegierung, bei Raumtemperatur von 20 °C beginnend, die Wärmeenergie einer Wassermenge von
2 kg auf, so dass das Wasser von 60 ºC auf 0 ºC abgekühlt wird.
Auf etwa welche Temperatur wird dabei der Eisenblock erwärmt?
(Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4180 J kg-1 K-1, die der Eisenlegierung 502 J kg-1 K-1)
A. 60 ºC
B. 100 ºC
C. 120 ºC
D. 180 ºC
E. 600 ºC
Antwort C wäre richtig.
Danke im Vorraus!
4 Antworten
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/8_nmmslarge.png?v=1551279448000)
Energie Wasser
Q = cpW * mW * (0-60) Grad
= 4180 * 2kg * (-60) = -501600 J
diese wird der Legierung zugegangen
Q = cpE * mE * (t2-t1) = 501600 J
t2 - 20 = 501600/(502 * 10kg)
t2 = 501600 / 5020 + 20 = 120 Grad
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Ohne Gewähr:
Eisen hat etwa 1/8 der spezifischen Wärmekapazität von Wasser. Die gleiche Menge würde also um das 8-fache (60 K * 8) erwärmt. Der Eisenblock hat aber die 5-fache Masse (somit 60 K *8/5 = 96 K).
20° C + 96° C = 116 ° C
Antwort c sollte stimmen, wenn ich nicht zu grob gerundet habe...
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Q=m*c*dT
Über die Temperaturspreizung, die Masse und die Wärmekapazität kannst du Leistung errechnen.
Wasser -> 2 kg * 4180 J/(kg*K) * 60 K = 501600 J
Legierung --> 10 kg * 502 J/(kg*K) * (120°C - 20°C) K = 502000 J
Wenn du die Formeln umstellst kommst du von der Leistung des Wassers auf die Temperatur der Legierung.
Wie auch immer der Fragesteller sich vorstellt, wie das technisch funktionieren soll.
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Normalerweise haben die Elemente die gemischt werden die selbe Mischtemperatur am Ende