Wärmekapazität < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:28 Di 05.07.2011 | | Autor: | Ayu-chan |
| Aufgabe | Wie viel Eis der Temperatur –15°C muss man in 0,2 l Tee (Wasser) von 30 °C geben, damit nach dem
Auflösen des Eises (thermodynamisches Gleichgewicht) das Getränk + 5 °C hat?
Spezifische Wärmekapazität von Wasser cWasser = 4,2 kJ⋅kg-1⋅K-1
Spezifische Wärmekapazität von Eis cEis = 2,1 kJ⋅kg-1⋅K-1
Spezifische Verdampfungswärme von Wasser r = 2257 kJ⋅kg-1
Spezifische Schmelzwärme von Eis q=334kJ⋅kg-1 |
Also zuerst Rechne ich mit der Mischregel also
Qab = Qauf
da komm ich dann auf das ergebnis von 0,5kg
und ich verstehe nicht ganz wie ich es jetzt mit der Verdampfungswärme und schmelzwärme in verbindung bringen soll
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:07 Di 05.07.2011 | | Autor: | chrisno |
Da Deine Rechnung nicht da steht, kann man sie auch nicht überprüfen. Aus der sich anschließenden Frage ist aber auch klar, dass da noch etwas fehlt. Vorneweg: Es geht hier nicht einfach mit Formel, einsetzen, ausrechnen.
Erster Schritt:
Beschreibe mal ohne Rechnung, was eigentlich passiert, wenn das Eis in das Wasser geworfen wird.
Dazu erzählst Du zuerst etwas von Temperaturen des Eises und des Tees. Was hat eigentlich Eis mit Wasser zu tun? Dies wird dann ausgebaut, indem Du dazu auch angibst, wie dazu Wärmeströme gehören.
Zweiter Schritt:
Für die Wärmemengen gibt es Formeln. Du wirst feststellen, dass die Temperaturänderung des Tees aus zwei Anteilen entsteht. Danach geht es am einfachsten mit einem neuen Rat aus dem Forum weiter.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:21 Di 05.07.2011 | | Autor: | Ayu-chan |
Also meine Rechnung wäre diese hier
2,1 * m (eis) * 20k = 4,2 * 0,2kg * 25K
und dann hab ich m(eis) = 0,5 kg
und dann muss ich das mit der Schmelzwärme und Verdampfungswärme vermutlich beachten nur weiß ich nicht wie
also ich weiß wenn Eis ins das Tee getan wird schmilzt es und wird zu Wasser
und ich hätte dann nocht die Formel für latente Wärmemenge also Q= m * l
sodele und wenn ich jetzt in diese Formel das vom Tee einsetzte
also Q = 0,2kg * 2257 = 451,4
jedoch komm ich irgendwie ab da nicht weiter wie ich es jetzt mit der Menge vom Eis verbinden soll
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:59 Di 05.07.2011 | | Autor: | chrisno |
> 2,1 * m (eis) * 20k = 4,2 * 0,2kg * 25K
Da fehlt die Beschreibung, was mit dem Eis passiert. Es hat eine Temperatur von -15 °C und wird nun um 20 °C erwärmt.
> ...
>
> also ich weiß wenn Eis ins das Tee getan wird schmilzt es
> und wird zu Wasser
Bei welcher Temperatur? Dann kannst Du für diesen Teil schon mal die Formel hinschreiben. Dabei kannst Du [mm] $m_{Eis}$ [/mm] noch nicht ausrechnen.
Danach schmilzt es.
Da kannst Du auch schon die Formel mit [mm] $m_{Eis}$ [/mm] hinschreiben.
Nach dem Schmelzen ist aus Eis .... geworden. Dies muss nun noch erwärmt werden. Um wie viel °C? Und noch eine Formel für diese Wärmemenge.
Wer liefert diese drei Wärmemengen? Formel!
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:30 Di 05.07.2011 | | Autor: | Ayu-chan |
Eis schmilzt bei 0°
und die drei Wärmemengen wären einmal das Q von dem Tee und dann das Q vom Eis und dann noch das Q für die Schmelzwärme von Eis dh Qauf = Qab + Q kann das stimmen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:50 Mi 06.07.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
das Eis, xkg nimmt Wärme auf. zuerst um sich um 15° k zu erwärmen. dann um zu schmelzen, dann muss das schnelzwasser um 5° erwärmt werden, also 3 Wärmemengen, deren Summe [mm] =Q_{auf} [/mm] der Tee gibt Wärme ab, um von 30 auf 5° abgekühlt zu werden. jetzt stell diese wärmebilanz auf.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:30 Mi 06.07.2011 | | Autor: | Ayu-chan |
ahh ok ich glaub ich habs verstanden also
1. [mm] Q_{eis} [/mm] = [mm] Q_{auf 0° waermen} [/mm] + [mm] Q_{schmelzen} [/mm] + [mm] Q_{auf 5° waermen}
[/mm]
2. [mm] Q_{Tee} [/mm] = [mm] c_{Tee} [/mm] + [mm] m_{Tee} [/mm] + [mm] \Delta [/mm] T
und dann tu ich es gleichsetzen
4,2 * 0,2 * 25 = 2,1 * m * 15 + 334 * m + 2,1 * m * 5
und komme auf 0,0558 kg
ich hoffe es stimmt jetzt so
oder muss ich noch was wegen der Schmelzwärme beachten?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:30 Mi 06.07.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
fast richtig, die Schmelzwärme hast du ja mit 334>KJ/kg*m drin. nur der letzte Teil erwärmung auf 5° da gilt die spez. wärme von Wasser, nicht von eis. also richtig :
4,2kJ/kg°K * 0,2kg * 25°K = 2,1kJ/kg°K * m * 15°K + 334Kj/kg * m + 4.2kJ/kg°K * m * 5°K
Physikalische Gl- IMMER mit den einheiten schreiben.
dein Ergebnis ändert sich dadurch etwas, 0,05...kgstimmt schon mal.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:37 Mi 06.07.2011 | | Autor: | Ayu-chan |
woaah dankeschön =) jetzt hab ich es verstanden
ahh meinte nicht schmelzwärme sondern Verdampfungswärme, die hat man ja nicht gebraucht?? bruacht man die nur wenn das wasser dann über 100 grad ist?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:50 Mi 06.07.2011 | | Autor: | chrisno |
Nein, die Verdampfungswärme brauchst Du bei 100 °C. Die sagt Dir, wie viel Energie Du brauchst, um das Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu bringen. Danach erhitzt Du den Dampf weiter. Auch der hat wieder seine eigene spezifische Wärmekapazität.
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