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Feedon
Anmeldungsdatum: 20.04.2011
Beiträge: 236
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 Feedon Verfasst am: 20. Apr 2011 09:20 Titel: Wärmemenge bis zum Sieden |
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hallo liebe physiker bin hier ganz frisch und neu  , schönes Forum
also zur Frage
wie berechne ich, wie lange es dauert um eine flüssigkeit zum Sieden zu erhitzen?
die Umrechnung muss ja quasi auch von einem elektrogerät geschehen... das als Heizquelle fungiert.
also ich denke das der Energieerhaltungssatz eine Rolle spielen wird oder?
und wie kann ich diese aufgabe hier lösen? wie gehe ich die an?
30g Eis (-10°C) in 200ml Wasser von 20°C. Welche Endtemperatur stellt sich ein?
(spez. Wärmekapazität Wasser: 4.2 kJ/(kg K) , Eis: 2.1 kJ/(kg K), spez. Schmelzwärme Eis:
333kJ/kg)
wie würdet ihr das angehen? |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 20. Apr 2011 09:47 Titel: |
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die von dir angefragte vorgehensweise saehe bei mir so aus:
zu 1: du suchst dir folgende daten: die startemperatur sowie die siedetemperatur die du erreichen willst deiner fluessigkeit, und ihre spezifische waermekapazitaet
daraus berechnest du die erforderliche einzutragende energie
dann guckst du dir das geraet an mit welchem du heizen willst, ermittelst aus seinen daten dessen (elektrische) leistung..
...und beachtest dass leistung * zeit = energie ist
ein bisschen gleichsetzen, ein bisschen umstellen...fertig
zu 2.: du berechnest zunaechst die energie die das eis zum erwaermen auf 0°C, fest , braucht, sowie die energie welche fuer den uebergang 0°C, fest --> 0°C, fluessig erforderlich ist
die addierst du
dann berechnest du bis zu welcher temperatur sich dein fluessiges wasser abkuehlen muss, wenn aus dieser abkuehlung eben die beiden ersten voirgaenge energetisch bedient werden sollen
aus den so erhaltenen waessern bei zwei temperaturen bildest du die sich einstellende mischtemperatur mit der mischungsregel
gruss
ingo |
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Feedon
Anmeldungsdatum: 20.04.2011
Beiträge: 236
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| Feedon Verfasst am: 20. Apr 2011 10:05 Titel: |
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huhu danke
und welche gleichung verwende ich da?
oder kann ich das irgendwie mit dem dreisatz berechnen? |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 20. Apr 2011 10:39 Titel: |
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sind dir die grundgleichungen der waermelehre gelaeufig? welche kennst du, welche davon koennten hier (fuer die von mir oben als zu beruecksichtigend aufgefuehrten vorgaenge) zutreffend sein?
mach doch bitte mal ein listing / brainstorming...
.. und besser noch, mach doch mal ergaenzend ne suche nach "waermekapazitaet", "schmelzwareme" , "mischungsformel" und bezieh das gefundene mit ein... google ist dein freund...
gruss
ingo |
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Feedon
Anmeldungsdatum: 20.04.2011
Beiträge: 236
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| Feedon Verfasst am: 20. Apr 2011 11:46 Titel: |
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Wärme
Das System hat zwei prinzipielle Möglichkeiten mit seiner Umgebung Energie auszutauschen, in Form von Wärmeübertragung und in Form von Arbeit
arbeit wäre ja dann in form von bewegung?
Wärmeübertragung wäre die umgebung ändert die temperatur also die innere energie (potenzielle energie?)
die Einheit der Entropie ist gleich der Einheit der Wärmekaparität
Die Entropie (griechisches Kunstwort εντροπία [entropía], von εν~ [en~] – ein~, in~ und τροπή [tropē] – Wendung, Umwandlung
Energieaustausches ändert sich die Entropie des Systems und der Umgebung
so ich recherchier gleich weiter.. |
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Feedon
Anmeldungsdatum: 20.04.2011
Beiträge: 236
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| Feedon Verfasst am: 20. Apr 2011 12:03 Titel: |
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entropie = wärmekapazität
einheit: J/K
wärmemenge = Arbeit = J
Energieerhaltung
In einem System, das mit der Umgebung Energie durch Arbeit W oder Wärme Q
austauscht, gilt für die innere Energie U:
Differenz U = Q + W
Differenz U: Zuwachs der inneren Energie
q = zugeführte wärme
W = arbeit die an dem system verrichtet wird
Frage: was ist eine erhaltungsgröße?? nichts gefunden
Erhaltungsgröße.
so ich recherchiere noch etwas. wäre wirkluch nett wenn vllt jemand gucken kann obs so stimmt und verwendbar ist |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 20. Apr 2011 12:57 Titel: |
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| Zitat: | Frage: was ist eine erhaltungsgröße?? nichts gefunden
Erhaltungsgröße. |
eine erhaltungsgroesse ist etwas, das weder erschaffen noch vernichtet werden kann, sondern allenfalls umverteilt
energie ist eine solche groesse, aber auch der impuls sowie der drehimpuls, beispielsweise
zu deiner aufgabe:
du beginnst damit, die energie fuer das aufwaermen des festen eises bis zum schmelzpunkt zu berechnen:
dann laesst du das eis bei 0°C schmelzen, wofuer du wiederum energie brauchst:
die beiden einzelenergien addieren sich zu einem gesamt-energiebedarf (" ")
somit hast du aus deinem -10° kalten eis eine gleiche masse fluessigen wassers bei 0°C gemacht, und kennst die energie welche du dafuer gebraucht hast
diese energie muss irgendwo her kommen: das heisse wasser bietet sich an
fuer das heisse wasser gilt bei temperaturaenderung, entsprechend seiner waermekapazitaet:
um die obigen erwaermungs- und schmelzprozesse zu bedienen, muss das heisse wasser sich abkuehlen, sodass  wird
daher:
bzw.
)
somit kennst du das delta T, um das sich die heisswasser-masse abkuehlen muss => neue , geminderte temperatur des heisswassers (was jetzt nur noch lau ist) berechnen
... und schlussendlich berechnest du die mischtemperatur dieser beiden waesser mit der andernorts ja schon geposteten mischungsformel
gruss
ingo |
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Feedon
Anmeldungsdatum: 20.04.2011
Beiträge: 236
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| Feedon Verfasst am: 28. Apr 2011 00:55 Titel: |
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was habt ihr hier für einen wert raus?? |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 28. Apr 2011 16:03 Titel: |
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eis auf 0°C, fest, erwaermen:
30g * 2.1 J/gK * 10 K = 630 J
eis bei 0°C isotherm schmelzen:
30 g * 333 J/g = 9990 J
zusammen: 10,62 kJ
200 g wasser ausgehend von 20°C abkuehlen um 10.62 kJ zu generieren:
10.62 kJ = 0.2 kg * 4.2kJ/kgK * delta T --> delta T =~ 12.64 K
neue temperatur: T = 20°C - 12.64 K = 7.36 °C
mischtemperatur der beiden waesser:
 =( 0.03kg* 0°C + 0.2 * 7.36 °C ) / (0.03 kg + 0.2 kg) = 6.4 °C
gruss
ingo |
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