Wärmelehre, kinetische Energie

Liszz90 · Anmeldungsdatum: 25.12.2010 Beiträge: 58 Wohnort: Bremen

Aus welcher Höhe muß ein Eisblock (1 kg, 0 °C)) fallen, damit er beim Aufprall auf dem
Boden eine kinetische Energie hat, die der Energie entspricht, die man benötigt, um ihn
vollständig zu schmelzen (vernachlässigen Sie den Luftwiderstand!)?
Aufgabe 9
A etwa 10 km
B etwa 1 km
C etwa 34 km
D 333 m
E 333 km

Die Energie, die man benötigt, um den Eisklotz zu schmelzen, beträgt
333kJ/kg * 1kg = 333kJ

Potentielle Energie E = mgh
Kinetische Energie E = 1/2 m v^2

Höhe h ist gesucht. Die kinetische Energie muss 333kJ betragen.
Kann mir jemand helfen, wie ich vorzugehen habe?
Danke im Voraus!

magician4 · Anmeldungsdatum: 03.06.2010 Beiträge: 914

stell doch mal deine formel fuer die potentelle energie nach h aufgeloest um, und setz deine bekannten / berechneten werte in den so gebildeten term ein

gruss

ingo

Liszz90 · Anmeldungsdatum: 25.12.2010 Beiträge: 58 Wohnort: Bremen

Hallo,
vielen Dank, ich habe die richtige Lösung heraus.

Mich hat der Ausdruck "kinetische Energie" etwas verwirrt. Ich habe nun gar nicht mit der kinetischen Energieformel sondern nur mit der Formel für potentielle Energie gerechnet. Wieso geht das??

magician4 · Anmeldungsdatum: 03.06.2010 Beiträge: 914

wennn du beginnst, ist dein eisblock irgendwo "oben", hat also nur potentielle energie. indem der eisblock faellt, beschleunigt er, wobei die potentielle energie in kinetische energie ueberfuehrt wird.
im monent des aufschlags ist die potentielle energie dann komplett aufgebraucht (der eisblock hat dann ja hoehe null), und in kinetische energie umgewandelt worden.

diese kinetische energie ist also letzendich beim einschlag praesent, und daher bezieht sich die aufgabe darauf. diese energie wird in waerme umgewandelt, die ihrerseits wiederum in die phasenumwandlung "schmelzen" gesteckt wird.

gluecklicherweise kannst du (so stehts ja in der aufgabe: keine reibung oder sowas zu beruecksichtigen --> kein energieverlust am system) mit dem energieerhaltungssatz rechnen: egal welche form die energie grad eingenommen hat, die summe aller energien bleibt konstant.

und mit obiger analyse kannst du dir die energie dannn halt zu dem dir bequemsten zeitpunkt berechnen, da sie ja in summe stets erhalten bleibt, und somit die gesamte potentielle energie schlussendlich im schmelzvorgang landet.
diese info genuegt: ein zwischezeitliches berechnen weitere werte ist entbehrlich

gruss

ingo