 Verfasst am: 31. Okt 2018 13:41 Titel: |
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Ja, das weiß ich ja. Bisher habe ich auch immer gut Hilfe bekommen. Nur diesmal hatte ich selber eine Idee, wie ich es angehen kann. Sonst wäre ich wieder auf euch zurückgekommen  |
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| Verfasst am: 31. Okt 2018 13:36 Titel: |
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| Das kannst du hier auch haben - wenn du fragst. Schade ... | |
| Verfasst am: 31. Okt 2018 13:26 Titel: |
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| Ja, aber ich muss zugeben, dass ich mir das Schritt für Schritt aus dem Internet erarbeitet habe. Ich komme mit "Formelsprache" nicht gut zurecht, sondern muss es eher in Worten lesen, wie und warum etwas berechnet werden muss. Ich danke trotzdem für eure Hilfe =)! |
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| Verfasst am: 31. Okt 2018 13:17 Titel: |
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| Und jetzt die Kernfrage: hast du - nach deinen anfänglichen Zweifeln - verstanden, wie man auf die Lösung kommt? | |
| Verfasst am: 31. Okt 2018 13:06 Titel: |
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| So, als Ergebnis habe ich erhalten: 288,033 K für den oberen See, indem ich zuerst die potentielle Energie berechnet habe und danach die Temperaturänderung mithilfe der errechneten Energie und der Wärmekapazität von Wasser. Die Geschwindigkeit habe ich durch Gleichsetzung der potentiellen mit der kinetischen Energie berechnet und habe da 112,75 km/h herausbekommen. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 14:32 Titel: |
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| Im Falle des offenen Systems geht es nicht um einen irgendwie gearteten Austausch mit der Umgebung, sondern um den Zufluss sowie Abfluss von Wasser unterschiedlicher Temperatur. Das erfordert i.A. die Aufstellung einer Bilanzgleichung und deren Lösung - hier speziell für die Gleichgewichtsbedingung. Wenn man lernt, dass der Energieerhaltungssatz für abgeschlossene Systeme gilt, hier jedoch keines vorliegt, dann ist es schlicht nicht zulässig, den Energieerhaltungssatz irgendwie auf irgendeine Menge Wasser anzuwenden. Man muss das begründen können. Nur so lernt man Physik. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 14:17 Titel: |
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Also ich habe das, wie bereits erwähnt, aus der Aufgabenstellung herausgelesen. Da wird die Temperatur des Unterbeckens auf ein Tausendstel Grad genau angegeben. Das heißt für mich, dass die Temperatur konstant ist. Aber Du hast recht, da ist noch Raum für eine eindeutigere Angabe.
Auch hier hast Du recht, dass noch Raum ist, für größere Klarheit zu sorgen. Z.B. hätte der Hinweis gegeben werden müssen, dass während des Falles kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfinden soll. Normalerweise sind alle diese Angaben in den Physikbuch-Anfängeraufgaben enthalten. Und da ich diese Aufgabe schon tausendmal gesehen habe, habe ich beim tausend und ersten Mal Lesen dieser Aufgabe all diese sonst immer genannten Rahmenbedingungen stillschweigend vorausgesetzt. Mein Fehler! Sorry! |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 13:11 Titel: |
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| Also ich kann ohne weitere Erläuterung nicht erkennen, dass und warum Gleichgewicht herrschen kann; das ist aber eine Grundvoraussetzung. Außerdem ist nicht unmittelbar klar, unter welchen Voraussetzungen der Energieerhaltungssatz für dieses offene System anwendbar ist. Deswegen habe ich eine ausführliche Herleitung skizziert. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 12:56 Titel: |
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Ah ja, ich habe versäumt, das Stichwort "Energieerhaltungssatz" voranzustellen, glaubte aber, nach Deinem zuvor gegebenen Hinweis auf den Energieerhaltungssatz darauf verzichten zu können, auch weil die Energieumwandlung von potentieller in Wärmeenergie aus der Formel direkt ablesbar, der Energieerhaltungssatz also sofort erkennbar ist. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 12:47 Titel: |
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Doch, deswegen wende ich ihn in meiner Herleitung auch an. Es ist aber nicht ganz so einfach, da zunächst mal ein offenes System vorliegt und man etwas expliziter erklären muss, in welcher Form der Energieerhaltungssatz gelten kann. Deine Formel steht aber ohne weitere Herleitung da. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 12:37 Titel: |
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Ist der Energieerhaltungssatz keine ausreichende Erklärung? |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 09:50 Titel: Experiment |
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| Das könnte man doch bei richtigen Seen nachmessen. | |
| Verfasst am: 30. Okt 2018 07:02 Titel: |
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Das ist schade. Was ist unklar? Ich habe aber auch bewusst nicht jedes Detail aufgeführt, damit noch was zu tun bleibt.
Ja, das steht bei mir auch da:
Das muss so sein, denn anders kann man aus den gegebenen Größen und bei Unkenntnis aller Massen keine Temperatur konstruieren. Aber es erklärt das m.E. noch nicht. |
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| Verfasst am: 30. Okt 2018 02:17 Titel: |
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| @TomS Um Deine Rechnung nachvollziehen zu können, bin ich wahrscheinlich zu doof. Ich lese aus der Aufgabenstellung aber heraus, dass es sich um einen eingeschwungenen Zustand handelt. Dann ist die Temperaturdifferenz zwischen unterem Becken und oberem See direkt proportional zum Höhenunterschied zwischen beiden ruhenden Reservoirs: Demzufolge ist für den oberen See eine Temperatur von zu erwarten. Es handelt sich hier, denke ich, um die klassische Anfängeraufgabe im Fach Thermodynamik, die häufig auch noch mit einer Story über James Prescott Joule verbrämt wird, der entsprechende Messungen mit sehr empfindlichen Thermometern an Wasserfällen durchgeführt haben soll. Tatsächlich hat Joule die Äquivalenz von mechanischer Arbeit und Wärmeenergie allerdings im Labor nachgewiesen. |
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| Verfasst am: 29. Okt 2018 23:32 Titel: |
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| Wir haben zur Masse M des Wassers im unteren See einen Zufluss von dm, d.h. die Masse ändert sich gemäß Das hinzukommende Wasser habe eine Temperatur von T_-, d.h. die Temperatur T ändert sich zur Mischungstemperatur T_1 Aber zusätzlich erwärmt sich das Wasser noch aufgrund der Umwandlung von potentieller in innere Energie. Wir verwenden die spezifische Wärmekapazität und erhalten D.h. in insgs. haben wir eine neue Temperatur T_2 Das Wasser durchmische sich vollständig; außerdem fließe die selbe Menge dm - nun jedoch erwärmt auf T_2 - wieder ab. Man sammelt nun alle Terme bis einschließlich erster Ordnung in dm/M auf. Wenn aber im unteren See eine konstante Temperatur herrschen soll, dann ist Diese Gleichung kann man lösen. |
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| Verfasst am: 29. Okt 2018 17:28 Titel: |
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1. Welchen Volumenstrom hat das abfliessende Wasser? 2. Über welche Zeit soll der Volumenstrom fliessen? |
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| Verfasst am: 29. Okt 2018 14:05 Titel: |
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| Das heißt, ich müsste zuerst die potentielle Energie berechnen? Ist das nicht m*g*h? Ich habe doch keine Masse angegeben? |
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| Verfasst am: 28. Okt 2018 13:31 Titel: |
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| Das Wasser oben hat eine potentielle Energie. Diese wird in kinetische Energie umgewandelt, anschließend in innere Energie - was zur Erwärmung des unteren Sees führt. | |
| Verfasst am: 28. Okt 2018 12:06 Titel: Energieerhaltung |
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| Hallo zusammen, zum Thema Thermodynamik sollen wir diesmal u.a. folgende Aufgabe lösen: Aus einem kleinen See in den Alpen stürzt das Wasser in freiem Fall 50 m in die Tiefe. Das untere Becken weist eine Temperatur von 15,000°C auf. Welche Temperatur erwarten Sie für den oben liegenden See, wenn Sie einmal von unterschiedlichen Wettereinflüssen absehen? Mit welcher Geschwindigkeit prasselt das Wasser auf die Oberfläche des unteren Beckens? Ich weiß da allerdings keinen Ansatz. Kann mir jemand einen Tipp geben? |
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