Energiebilanz nach Temperaturausgleich

Asarualim · Anmeldungsdatum: 23.07.2015 Beiträge: 1

Meine Frage:
Aloha,

ich habe folgende Aufgabe:

"200 kg flüssiger Stahl mit der spezifischen Wärme cSt,fl = 0,452 kJ/kgK und der Temperatur
TSt = 2000 K fällt bei einem Unfall in einem Stahlwerk in einen großen Wasserbehälter mit einem Wasserinhalt von VW = 5 m 3 mit cW = 4,186 kJ/kgK von TW=293,2 K enthält. Der verwendete Stahl hat eine spezifische Schmelzwärme Lst = 134 kJ/kg und weist nach dem Verfestigen eine spezifischen Wärme
cSt,fest = 0,362 kJ/kgK auf. Seine Schmelztemperatur ist TS = 1023 K. Nach vollständigem Temperaturausgleich wir eine Mischungstemperatur TM=32 °C im Wasserbehälter gemessen.
4.1 Welche Wärme wird vom Wasser insgesamt aufgenommen?
4.2 Welche Wärme gibt der Stahl jeweils beim Abkühlen bis zur Verfestigung, Erstarren sowie beim Abkühlen auf die Mischungstemperatur ab?
4.3 Können sie die Wärmekapazität des Wasserbehälters, auch Wasserwert K genannt, aus den obigen Angaben berechnen?
"

Meine Ideen:
Ich habe 4.1 mithilfe von Q = c * m * dT berechnet und komme auf 251 MJ.

Rechne ich die abgegebene Wärme selbiger Formel, aber c für Stahl flüssig bzw. Fest und den entsprechenden Temperaturdifferenzen, plus die Wärme bei Erstarrung mit L * m, komme ich allerdings nur auf 167 MJ.

Die abgebene Wärme des Stahls kann nicht weniger sein als die aufgenommene des Wassers, oder sehe ich da etwas falsch?

Vielen Dank im Voraus!

magician4 · Anmeldungsdatum: 03.06.2010 Beiträge: 914

ich kann dein problem mit der aufgabenstellung bestaetigen: bei mir kommen cum granus salis die gleichen zahlen raus bei betrachtung der einzelvorgaenge, und die vom wasser aufzunehmende energie ist >> der vom stahl ueber alle abkuehl- und phasenumwandlungsprozesse aufsummierten energie

in der aufgabenstellung ist der wurm drin

... mal ganz davon abgesehen, dass ich das szenario fuer ausgesprochen "bemueht" halte: erhebliche wassermengen werden beim kontakt mit weissgluehendem, fluessigen stahl instant + vehement verdampfen statt brav in einer homogenen erwaermung des gesamt-wasserkoerpers mitzuwirken

... und schon ist wieder alles ganz anders

gruss

Ingo