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

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Warum hält thermodynamisches Gleichgewicht für immer an?

Hallo,

angeblich soll das thermodynamische Gleichgewicht eines abgeschlossenen Systems für immer anhalten. Ich verstehe nur nicht ganz, wie das sein kann. Angenommen, man hat ein abgeschlossenes System mit idealem Vakuum und zwei Körper die sich aufeinander zubewegen in dem System. Dieses System nimmt man nun als im Gleichgewichtszustand an, da alle drei Punkte für das thermodynamische Gleichgewicht erfüllt sind (von Wikipedia):

  • Thermisches Gleichgewicht
  • Mechanisches Gleichgewicht (Beide Körper haben konstanten Impuls)
  • Chemisches Gleichgewicht

Nun kollidieren diese zwei Körper und es entsteht Wärme. Damit verlässt das System das thermodynamische Gleichgewicht, da nun ein neuer Zustand höchster Entropie vorliegt. Kann es sein, dass "keine zeitlichen Änderungen" ein weiteres Kriterium für thermodynamisches Gleichgewicht ist?

Wenn dieses Beispiel irgendein Fehler enthält, dann kann ich ein anderes bringen: Angenommen, man hat ein abgeschlossenes System mit einem hochexplosiven Stoff in diesem. Die Temperatur für eine Startreaktion, deren Wärme alle weiteren Reaktionen auslösen würde, liegt im Vergleich zur aktuellen Temperatur sehr hoch. Dennoch wird das Erreichen dieser Temperatur mit zunehmender Zeit für ein einzelnes Teilchen immer höher, sodass die Reaktion irgendwann ausgelöst wird und das System seinen thermodynamischen Gleichgewichtszustand verlässt.

Gleichgewicht, Thermodynamik

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