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physiknoob12
Anmeldungsdatum: 25.08.2015
Beiträge: 1
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 physiknoob12 Verfasst am: 25. Aug 2015 13:16 Titel: Fallenergie |
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Meine Frage:
In einem beidseitig verschlossenen Papprohr befinden sich 500 g Bleikügelchen der Temperatur 20 °C. An einem Ende des Papprohrs ist ein Thermometer angebracht, mit dem man die Temperatur der Bleikügelchen messen kann.
Die Pappröhre wird 100-mal um 180° gedreht, sodass jedes Mal die Bleikügelchen die Länge des Papprohrs von einem Meter durchfallen.
Begründen Sie, dass sich die Bleikügelchen erwärmen.
Welche Temperatur haben die Bleikügelchen, nachdem das Papprohr 100-mal gedreht wurde?
Begründen Sie, warum im Realexperiment die Temperatur der Bleikügelchen erheblich niedriger ist.
Meine Ideen:
Die Bleikügelchen erwärmen sich aufgrund der Reibungs- und der Fallenergie. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 25. Aug 2015 13:46 Titel: |
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Die Fallenergie trägt nicht zur Erwärmung bei.
Die Bleikügelchen erwärmen sich durch Luftreibung und Verformung. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 25. Aug 2015 14:24 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Die Fallenergie trägt nicht zur Erwärmung bei.
Die Bleikügelchen erwärmen sich durch Luftreibung und Verformung. |
und woher meinst Du kommt die Energie für die Luftreibung und Verformung?
Gruß |
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Duncan
Gast
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| Duncan Verfasst am: 25. Aug 2015 14:49 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Die Fallenergie trägt nicht zur Erwärmung bei.
Die Bleikügelchen erwärmen sich durch Luftreibung und Verformung. |
Einfach Quatsch. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 25. Aug 2015 16:42 Titel: |
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Vielleicht bringt auch nochmal jemand einen konstruktiven Beitrag.
@physiknoob12
Energieerhaltungssatz
Dabei ist h die insgesamt durchfallene Höhe, also 100*1m=100m. Die spezifische Wärmekapazität c von Blei kannst Du nachschlagen. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 25. Aug 2015 18:39 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Vielleicht bringt auch nochmal jemand einen konstruktiven Beitrag.
@physiknoob12
Energieerhaltungssatz
Dabei ist h die insgesamt durchfallene Höhe, also 100*1m=100m. Die spezifische Wärmekapazität c von Blei kannst Du nachschlagen. |
Wie datt denn?
Die gesamte Energie wird in Wärme der Bleikugeln umgewandelt?
erwärmen sich die Kugeln um
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Duncan
Gast
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| Duncan Verfasst am: 25. Aug 2015 19:07 Titel: |
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Was ist denn K° ??? |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 25. Aug 2015 19:15 Titel: |
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| Duncan hat Folgendes geschrieben: | | Was ist denn K° ??? |
Grad Kelvin
Sorry, bekam es mit dem Formeleditor nicht besser hin. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 25. Aug 2015 19:22 Titel: |
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| hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | Die Fallenergie trägt nicht zur Erwärmung bei.
Die Bleikügelchen erwärmen sich durch Luftreibung und Verformung. |
und woher meinst Du kommt die Energie für die Luftreibung und Verformung?
Gruß |
Hätte präziser formulieren müssen: ... trägt nicht direkt zur Erwärmung bei.
Ohne Luftreibung im Vakuum und ohne Verformungsarbeit entsteht auch keine Temperaturerhöhung der Bleikugeln.
Im konkreten Fall wird ein Teil der potentiellen Energie in Erwärmung der Kugeln durch Reibungs- und Verformungsarbeit und der Erwärmung der Umgebungsluft umgewandelt. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 25. Aug 2015 20:36 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Duncan hat Folgendes geschrieben: | | Was ist denn K° ??? |
Grad Kelvin
Sorry, bekam es mit dem Formeleditor nicht besser hin. |
Auch  (Grad Kelvin) wäre falsch. Diese Einheit gibt es nicht (mehr). |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 26. Aug 2015 08:21 Titel: |
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OK, bin noch von der alten Schule.
Die Einheitenbezeichnung ist jetzt "K". Hättest Du auch gleich schreiben können.
Wenn man etwas kritisiert, sollte man auch gleich die Verbesserung mitliefern. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 11:30 Titel: verstehe ich nicht.... |
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Hallo.
ich bin neu hier, und wollte mein Glück auch mal hier versuchen.
Sitze grade an der Selben Aufgabe, mir sind die Lösungsansätze doch einwenig unklar.
Zur Aufgabe muss man dazu sagen das die spezifische Wärmekapazität von Blei mit 0,126 J/gK vorgegeben ist.
[b]Mein Lösungsvorschlag für Aufgabe b) ist:[/b]
Epot=m*g*h
Epot= 0,5kg*9,81m/s^2* (1mx100)
Epot= 490,5 J
[b]dann:[/b]
490,5J * c
= 490.5J * 0,126 J/gK
= 61,803 gK
Dann:
61,083 gK + 20 °C
= 81,083 °C
Kann mir jemand weiterhelfen?
vielen Dank
LG
Zuletzt bearbeitet von gesundheitxd am 04. Nov 2015 12:09, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 12:08 Titel: |
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Zu Deiner eigenen Klar- und Sicherheit solltest Du Dir den Energieerhaltungssatz vollständig aufschreiben
_{ges}=m\cdot c\cdot \Delta\vartheta)
und nach  auflösen:
_{ges}}{m\cdot c})
In diese allgemeine Lösung kannst Du nun alle Größen mit Zahlenwert und Einheit einsetzen und vermeidest damit mehrfache Rundungsfehler durch mehrere gerundete Zwischenergebnisse und hast gleichzeitig zur Sicherheit noch eine Einheitenkontrolle. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 12:22 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
das bedeutet dann für mich:
_{ges}}{500g\cdot 0,126J/gK})
Delta h= 100m
Das Ergebnis ist dann:
7785 K ?!
irgendwie bin ich verwirrt! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 12:29 Titel: |
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Abgesehen davon, dass die Masse m von Vornherein gekürzt werden kann (hatte ich im Eifer des Gefechts auch vergessen), solltest Du Dir nochmal sehr sorgfältig Deine Einheitenrechnung anschauen. Bedenke dabei, dass die Msseneinheit g keine SI-Basiseinheit ist. Ich hatte nicht umsonst auf die Einheitenkontrolle hingewiesen. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 12:47 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
hm,... das ist meine Schwäche.
ich versuche es nochmal:
gleich=
 <---- Einheit weiß ich leider nicht! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 14:19 Titel: |
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Versuch's mal damit:
Was ist denn  ? |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 16:29 Titel: |
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delta v ist dann K!
richtig? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 16:38 Titel: |
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| gesundheitxd hat Folgendes geschrieben: | delta v ist dann K!
richtig? |
Nein. ist nach Deiner Rechnung nicht K (Kelvin), sondern 7,78 K.
Ich hatte nach gefragt, weil es ausgesprochen ungewöhnlich ist, damit eine Temperaturdifferenz zu bezeichen, da das Formelzeichen v normalerweise für eine Geschwindigkeit verwendet wird. Eine Temperaturdifferenz wird im Allgemeinen mit  oder bezeichnet. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 16:42 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Nein. ist nach Deiner Rechnung nicht K (Kelvin), sondern 7,78 K.
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wo ist da der unterschied?
sorry ich bin jetzt total verwirrt!!! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 16:44 Titel: |
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Was? Du siehst keinen Unterschied zwischen "K" und "7,78 K"? Seltsam ... |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 16:52 Titel: |
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also hier nochmal die Formel:
delta T = 9,81m/s^2 * 0,1 m/ 0,126 J/gK
delta T = 7,78 K
dazu kommen dann noch die 20°C und dann ist man auf 27,78 °C
so richtig? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 16:57 Titel: |
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Deine Rechnung, insbesondere Deine Einheitenrechnung lässt sich zwar nicht nachvollziehen, aber das Ergebnis ist richtig. Zufällig? |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 17:03 Titel: |
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nein ich verstehe es noch nicht ganz! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 17:06 Titel: |
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Dann lies Dir das nochmal genau durch:
| GvC hat Folgendes geschrieben: |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 17:07 Titel: |
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tut mir leid, ich weiß nicht was du mir damit sagen möchtest! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 17:17 Titel: |
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| gesundheitxd hat Folgendes geschrieben: | | tut mir leid, ich weiß nicht was du mir damit sagen möchtest! |
Ich will Dir sagen, dass Du mit Einheiten genauso rechnen kannst, insbesondere kürzen, wie mit Zahlen und allgemeinen Größen. Allerdings kann man nur gleiche Einheiten (im Zähler und Nenner) kürzen. Wie also verschwindet in Deiner Rechnung die Einheit Joule? Da musst Du doch was umrechnen, oder? Wie man das tut, habe ich Dir jetzt zweimal gesagt, und ein drittes Mal in einem Deiner anderen Threads. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 17:22 Titel: |
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jetzt verstehe ich was du mir sagen möchtest.
Komme aber nicht drauf wie ich die Einheit ändern kann damit ich J kürzen kann.. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 17:32 Titel: |
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Also noch einmal:
| GvC hat Folgendes geschrieben: |
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Setze da, wo in Deiner Gleichung "J" (Joule) steht, "Nm" (Newtonmeter) ein.
| Zitat: | |
Setze da, wo jetzt "N" steht, "kg*m/s²" ein.
| Zitat: | |
Setze da, wo "g" (Gramm) steht, "10^(-3) kg" ein.
Und nun kürze munter drauflos. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 17:40 Titel: |
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sorry.
ich komm nicht weiter...
ich lasse es sein... |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Nov 2015 18:21 Titel: |
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| gesundheitxd hat Folgendes geschrieben: | | ich lasse es sein... |
Ist Deine Entscheidung.
_{ges}}{c})
ist die allgemeine Lösung. Zahlenwerte und Einheiten einsetzen:
Manche fassen jetzt die Zahlenwerte und die Maßeinheiten getrennt zusammen. Für Anfänger ist das auch übersichtlicher:
Doppelbrüche auflösen:
g (Gramm) durch 10^(-3)kg und J durch Nm ersetzen:
m (Meter) kürzen und N (Newton) durch kg*m/s² ersetzen:
kg, m und s² kürzen:
Ausrechnen. Fertig. |
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gesundheitxd
Anmeldungsdatum: 04.11.2015
Beiträge: 51
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| gesundheitxd Verfasst am: 04. Nov 2015 18:25 Titel: |
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ach du meine Güte, jetzt habe ich gecheckt was du mit den Einheiten meintest!
Danke dir |
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Benutz0r
Anmeldungsdatum: 19.09.2021
Beiträge: 4
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| Benutz0r Verfasst am: 19. Sep 2021 15:27 Titel: |
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Auch diesen alten Faden muss ich leider noch mal rauskramen.
Die Aufgabe ist sehr idealisiert zu betrachten!
Gegeben:
m= 0,5kg (500g)
g = 10 N/kg
h = 100m
c = 0,126 kJ/kg
E lage = m * g * h also 0,5kg * 10N/kg * 100m = 500J= 0,5kJ
Die Aufgenommene Wärmeenergie Q = c * m * deltaT -> umgestellt zu deltaT
deltaT = Q/(c * m) = 0,5kJ / (0,126kJ/kg * 0,5kg) = 7,9365K
Da die Bleikugeln eine Ausgangstemperatur von 20°C haben müssen wir die 7,9365 Kelvin hinzu addieren und erhalten eine Endtemperatur von 27,9365°C |
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