 Verfasst am: 16. Apr 2020 16:59 Titel: |
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| Hallo! Die vom Wasser abgegebene und vom Eis aufgenommene Wärmeenergie müssen gleich groß sein. Das ist der hier benötigte Ansatz. Nicht vergessen solltest du noch die Schmelzwärme, die benötigt wird um das Eis zu schmelzen. Außerdem ist die spezifische Wärmekapazität von Eis gleich 2,2 kJ/(kg K) und nicht 4,2 kJ/(kg K) wie in der Aufgabe angenähert. |
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| Verfasst am: 16. Apr 2020 16:57 Titel: |
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Ich finde es unverantwortlich von dem Aufgabensteller, dass er die Näherung der spezifischen Wärmekapazität von Eis mit 4200 J/(kg*K) empfiehlt. Zwischen -10°C und 0°C liegt die spezifische Wärmekapazität gerade mal zwischen 2,0 und 2,1kJ/(kg*K). Ich würde also für Eis mit der Hälfte der spezifischen Wärmekapazität von der von Wasser rechnen.
Grundlage ist der Energieerhaltungssatz. Die vom erwärmten Wasser bei einer Temperaturdifferenz von 40K abgegebene Wärmeenergie muss gleich sein der vom Eis bei einer Temperaturdiffrenz von 10K aufgenommenen Wärmeenergie plus der zum Schmelzen notwendigen Energie plus der vom geschmolzenen Eis (=Wasser) bei einer Temperaturdifferenz von 5K aufgenommenen Energie. Die aufgenommene bzw. abgegebene Wärmeenergie ohne Änderung des Aggregatzustandes errechnet sich nach der Formel Die bei der Umwandlung von 0°C Eis zu 0°C Wasser aufgenommenen Energie ist Dabei ist Cs die spezifische Schmelzwärme von Eis. Sie ist sehr hoch und beträgt etwa Cs=333kJ/kg. Stelle also die Gleichung auf und löse nach der Eismasse meis auf. |
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| Verfasst am: 16. Apr 2020 16:03 Titel: Wie viel Eis um Wasser abzukühlen? |
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| Ein halber Liter Wasser hat sich in der Sonne auf Tw = 45°C erwärmt. Wie viel (bzw. welche Masse) Eis mit einer Temperatur Teis = −10°C müssen Sie hinzugeben, um auf eine Gesamttemperatur der Mischung von 5°C zu kommen? Vernachlässigen Sie Wärmeaustausch mit der Umgebung und nähern Sie die spezifische Wärmekapazität von Wasser und Eis mit c = 4200 Jkg⋅K. Durch die ganze Corona Sache muss ich mir quasi alles selbst erarbeiten. Ich bin etwas verwirrt wie ich in dieser Aufgabe vorzugehen habe, bzw welche Formeln überhaupt sinnvoll wären. Kann mir jemand einen Tipp geben? |
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