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Wärmekapazität
 
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paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 16:42    Titel: Wärmekapazität Antworten mit Zitat

Meine Frage:
9.) Sie essen ein Superdiät?Speiseeis, welches idealisiert ausschließlich aus Wasser
bestehen soll (die übrigen Inhaltsstoffe mögen das physikalische Verhalten
nicht beeinflussen). Die spezifische Wärmekapizität des Wassers werde
temperaturunabhängig mit c = 4, 187 kJ/ kg?K angenommen. Das Eis möge ein
Gewicht von 150g haben. Als Nährwertangabe gibt der Hersteller an: 100g
enthalten durchschnittlich 25kcal (vergleichen Sie diesen Wert mit realen
Nährwertangaben!). Wie kalt musste das Eis sein, damit Sie durch den
Konsum desselben keine Energie aufnehmen? Beachten Sie dabei, dass das
Wasser für den Übergang von der festen in die flüssige Phase die sogenannte
Schmelzwarme1 (QS = 334kJ/kg) aufnehmen muss. Was schlussfolgern Sie aus
dem Ergebnis für das Verhältnis von chemisch und thermisch gespeicherter
Energie in dem verspeisten Eis?


Meine Ideen:
Ich habe leider keinen Plan was ich machen soll
BobbyJack



Anmeldungsdatum: 04.11.2008
Beiträge: 112

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 18:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hey,

der Grundgedanke dieser "Diät" ist, dass dein Körper beim Erwärmen des Eis mehr Energie verbraucht, als man dadurch aufnimmt. Je kälter das Eis, desto mehr Energie wird benötigt um es auf Körpertemperatur (ca. 37°C) zu bringen.

Überleg am besten jetzt nochmal selber. Wenn du immernoch nicht weißt, was du machen sollst, melde dich einfach nochmal smile

BobbyJack
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 18:28    Titel: Antworten mit Zitat

den grundgedanken hab ich schon verstanden nur ich kenn mich mit den formeln nicht wirklich aus

ich hab einfach mal drauflos umgeformt um evtl wärenddessen auf einen etwaigen lösungsansatz zu komme (hab natürlich auch vorher lange überlegt und recherchiert etc) aber ich raffs einfach nicht unglücklich

ich bin bei dem beispiel wirklich komplett überfordert^^

danke auf jeden fall für die hilfe
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

nein, wie gesagt, ich kenn mich dem thema 0 aus...

also wenn sich jmd die mühe macht und das schritt für schritt erklärt, wäre ich demjeningen uuuuuuuuunglaublich dankbar Big Laugh
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 18:52    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Formeln kennst du denn bisher schon dazu?

Magst du erstmal gar nicht anfangen, die irgendwie umzuformen, sondern erstmal damit anfangen, genau zu sagen, wozu diese Formeln gut sind und was du mit ihnen machen kannst?

Immer erst verstehen, dann erst mit Formeln losrechnen smile
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 19:18    Titel: Antworten mit Zitat

da ich eben gerade selbst in diese falle getappt bin: die naehrwertangabe ist tatsaechlich in kcal ?


dann wirds haarig, ( denn die triviale loesung bei kJ statt kcal weaere gewesen: 0°C, und teilweise geschmolzen), und soweit ich das sehe dann auch nicht machbar , selbst wenn du bis zum absoluten nullpunkt vorkuehlst


mein loesungsweg soweit:
Zitat:
der naehrwert des eises wird mit 25 kcal/100 g angegeben
--> da du 150 g hast, sind das 37.5 kcal bzw. 156.9 kJ ( 1 kJ = 0-239 kcal)

dieser betrag ist durch (a) erwaermung von wasser (b) phasenumwandlung eis--> wasser gerade gegenzukompensieren

a) erwaermen von 150 g fluessigem wasser von 0°C auf 37°C:
Q= 4, 187 kJ/ kg*K * 37 K * 0.150 kg = ~ 23.24 kJ

verbleiben: 156.9 - 23.24 = 133.66 kJ

b) isothermes schmelzen von 150 g wasser bei 0°C:
0.150 kg * 334 kJ/kg = 50.1 kJ

verbleiben: 83.56 kJ


und diese 83 kJ kriegst du aus 150 g festem eis net mehr rausgequetscht:
die spez. waermekapazitaet ist ~ 2 kJ/kgK (nahe 0°C), abnehmend (bei -100 ° ist se schon nur noch ~ 1 kJ/kg*K)

aber selbst wenn du mit den "guenstigstenfalls 2 " rechnest: 2*273.15 * 0.150 = 81.9 kJ

das reicht mithin selbst worst case noch immer nicht...

wie gesagt, SICHER dass da "kcal" beim naehrwert angegeben ist? (denn mit kJ wuerde sich das alles in wohlgefallen aufloesen)

oder ich hab mich da irgendwo verrechnet, aber ich sehs grad net...


gruss

ingo
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 19:47    Titel: Antworten mit Zitat

ja ich bin mir zu 100% sicher, habs 1:1 kopiert

hast du das miteinbezogen, das man die temperatur berechnen soll die das eis haben soll damit der energieumsatz 0 ist?

ich danke dir auf jeden fall für deine hilfe!
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 19:53    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
hast du das miteinbezogen, das man die temperatur berechnen soll die das eis haben soll damit der energieumsatz 0 ist?

exakt das habe ich mit meinem ansatz zu berechnen versucht...

Zitat:
ja ich bin mir zu 100% sicher, habs 1:1 kopiert


dann ist die aufgabe meiner ansicht nach nicht loesbar,

...da bis T=0K keine gegenkompensation durch abkuehlung ( bzw. "aus dem eigenen naehrwert zu bestreitender aufwaermung") erfolgt, d.h. es laesst sich keine zur aufgabenstellung passende temperatur finden

und: sofern ich mich nicht verrechnet habe / da was grundlegendes uebersehe, natuerlich

aber vielleicht koennen die anderen da ja auch nochmal draufgucken, ich hab meinen skizzierten loesungsansatz ja oben gepostet


gruss

ingo
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 20:08    Titel: Antworten mit Zitat

ok, ich werd morgen meinen prof fragen und ins forum stellen....danke auf jeden fall
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 21:20    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
Welche Formeln kennst du denn bisher schon dazu?

Magst du erstmal gar nicht anfangen, die irgendwie umzuformen, sondern erstmal damit anfangen, genau zu sagen, wozu diese Formeln gut sind und was du mit ihnen machen kannst?

Immer erst verstehen, dann erst mit Formeln losrechnen smile


sry deinen beitrag hab ich geistig übersprungen...

Also angefangen habe ich in dem ich mir die spezifische schmerlzwärme für 0,15kg eis auchrechne: 334kJ/kg * 0,15kg = 50,1KJ
nach meinem verständnis ist das die energie die ich aufbringen muss, um 0,15gk eis zu schmelzen oder?

dann habe ich mir aus 100g = 25kcal ausgerechnet wie viel kJ das für 150g sind
100g.......25kcal
150g.......37,5kcal --> 155kJ

Formeln die ich habe:

ich denke weiters, dass die energie die ich aufwenden muss um das eis zu schmelzen und dieses wasser auf 37°C zu erwärmen gleich den 155kJ sein sollen aber ich komm auf keinen grünen zweig mit der formel....gibts da eine andere die mir weiter helfen kann?

ich würds echt gerne verstehen weil ich das halt zur prüfung auch können muss aber physik ist einfach etwas, was ich einfach nicht behirne
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 21:43    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

ich würds echt gerne verstehen weil ich das halt zur prüfung auch können muss aber physik ist einfach etwas, was ich einfach nicht behirne


bleib mal entspannt... dein ansatz ist soweit ich das sehe korrekt, wenn auch net komplett zuende gearbeitet

und da du unabhaengig von mir zu den gleichen zahlen kommst.... bin ich mal so vermessen zu sagen "in der aufgabe selbst ist der wurm drin"

gruss

ingo
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 22:18    Titel: Antworten mit Zitat

Ob die Aufgabe vielleicht meint, man solle annehmen, dass die spezifische Wärmekapazität auch von gefrorenem Wasser "temperaturunabhängig" 4,187 kJ/(kg*K) betrage, zumindest mal für den Zweck für eine Rechnung für das Speiseeis?
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 22:47    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
Ob die Aufgabe vielleicht meint, man solle annehmen, dass die spezifische Wärmekapazität auch von gefrorenem Wasser "temperaturunabhängig" 4,187 kJ/(kg*K) betrage, zumindest mal für den Zweck für eine Rechnung für das Speiseeis?


bei einer vorherigen genauigkeit in den konstantenangaben auf 3 nachkommastellen waere das aber wirklich extremst grob-naeherungsweise....
http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_eigenschaften.html#kap04
"sei vier gleich eins bis zwei..."

gruss

ingo
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 9316

BeitragVerfasst am: 19. Okt 2010 22:54    Titel: Antworten mit Zitat

Was bedeuten und wie genau sind eigentlich Nährwertangaben? Man lege spaßenshalber verschiedene Tabellen nebeneinander ...
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

BeitragVerfasst am: 20. Okt 2010 02:59    Titel: Antworten mit Zitat

Bist du dir ganz sicher, paccino, dass du die Aufgabe mit allen Zahlenwerten richtig abgetippt hast?

Ich würde vorschlagen, den Aufgabentext abzuändern in

"200g enthalten durchschnittlich 25kcal "

Damit macht dann die ganze Aufgabe gleich viel mehr Spaß smile
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

BeitragVerfasst am: 20. Okt 2010 15:31    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

Ich würde vorschlagen, den Aufgabentext abzuändern in

"200g enthalten durchschnittlich 25kcal "


gegenvorschlag: abaendern in 25 kJ/100 g.....

und dann ne naehwertabgabe "tierisches fett " dazu....

und dann ausrechnen wieviel dieses komplett gefrorenen und bei exakt 0°C verzehrten eises man essen muss, um 10 kg abzunehmen

gruss

ingo
paccino



Anmeldungsdatum: 19.10.2010
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 20. Okt 2010 20:15    Titel: Antworten mit Zitat

ich hab das nicht abgeschrieben sonder copy/paste direkt hier rein

mein physik prof war heute net da also müsst ihr euch noch ein bisschen gedulden auf die antwort smile
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