Berechung Wärmemenge, Mischungstemp. und Entropieänderung

MeGusta · Anmeldungsdatum: 26.08.2016 Beiträge: 9

Hallo,

ich habe soeben 3 Aufgaben gelöst, die eben die Themen der Überschrift behandeln. Ich werde die Aufgabe als Datein hinterlegen. Leider fehlen mir die Antworten bzw. Lösungen dazu, sodass ich nicht weiß, ob ich richtig gerechnet habe. Demnach würde ich mich wieder einmal freuen, wenn sich jmd dem Aufwand annehmen könnte.

Aufgabe 3/4 )

Hier hatte ich zunächst, weil es ins Auge springt, die Masse über die Dichte und den Seitenlängen des Eiswürfels berechnet, kam dabei auf 916,7 g.
Die gesamte Wärmemenge besteht aus: Q von dem Schmelzvorgang, Q von der Temperaturerhöhung von 0 auf 100 Grad und Q vom Verdampfungsvorgang. Die Enthalpien (Q=H für p=konst.) für die Phasenübergänge sind gegeben, müssen ja nur vom "mol" befreit werden.

Für die Wärmemenge zur Temp.erhöhung 0 -> 100 Grad habe ich mit der normalen Formel Q = n * Cm * deltaT gerechnet und bekam 383,791 kJ heraus.

Qges ist somit bei 2757,43 kJ.

Aufgabe 3/5 )

Es sollte die Masse an Eis berechnet werden, um Wasser mit Temp. T2 auf die Temp. TM (Mischungstemp) abzukühlen.
Es gilt Qab = Qauf.
Qab ist dabei ganz normal: Qab = mw * c * (T2-TM) (mw = Masse Wasser)
Qauf ist etwas komplizierter, da es sich mehreren Quellenzusammensetzt.

1. Q für Temperhöhung -10 zu 0 Grad
2. Q für Schmelzvorgang (deltah)
3. Q für Temperhöhung 0 zu 15 Grad.

Summe aus allen 3 Wärmemengenergibt dann Qauf.
Alles in Allem habe ich dann die Formel für die Masse des Eises me erhalten:

me = mw * c * 15 K / (c*10 + deltah + c*15)
me = 142,93 g

Aufgabe 6/1)

Gesamtentropieänderung Sges ergibt sich aus:

Sges = S(20->100Grad) + S(Verdampfung) + S(100->200Grad)

Die beiden Temp.erhöhungsentropien jeweils mit S = Cp * ln (T2/T1)
Die Phasenumwandlung über dS= deltavH / T
Jeweils noch mit n multipliziert, um mol wegzubekommen (n = m/M)

S(20>100) = 1009,44 J / K

S(Verdampf) = 6044,44 J / K

S(100>200) = 442,78 J / K

Sges = 7496,66 J / K

Bitte sofort schreien, wenn ein Fehler gsichtet wurde.

Vielen Dank schonmal!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Ohne nachzurechnen

3/4 Alles molar gerechnet?

3/5 "me = mw * c * 15 K / (c*10 + deltah + c*15)"
Vorsicht: c_Eis ist nicht c_Wasser!

3/6 müßte stimmen

MeGusta · Anmeldungsdatum: 26.08.2016 Beiträge: 9

Danke für die Antwort!

Für 3/4 habe ich die Enthalpien von kJ/mol in kJ umgeformt.

Für 3/5 habe ich mir selbiges gedacht, jedoch war ja nur der Wert für cw vorhanden. :/

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

MeGusta · Anmeldungsdatum: 26.08.2016 Beiträge: 9

Ebenfalls danke für die Antwort! smile

Ich verstehe nicht ganz, was du mit den Einheiten meinst. Angenommen ich habe, wie in der Aufgabe, eine molare Schmelzenthalpie von 6008 J/mol. Die molare Schmelzenthalpie ist ja definiert durch die Schmelzenthalpie durch mol:

deltaH(m) = deltaH / n = J / mol . Um deltaH zu erhalten, muss ich quasi, nach umformen der Gleichung, deltaH(m) (molare Enthalpie) MAL n rechnen. Über n = m/M ging das hier ja auch, sodass aus 6008 J/mol eben 305974 J wurden. Das gleiche für die Verdampfungsenthalpie.

Hoffe, dass du das meintest smile

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ich fürchte, Du hast meinen Beitrag gar nicht verstanden. Ich habe Deine Zahlenrechnung ja überhaupt nicht angezweifelt (obwohl ich gar nicht nachgerechnet habe), sondern nur Deinen sorglosen Umgang mit Einheiten moniert.

Du kannst doch nicht die Einheit kJ/mol in die Einheit Joule umformen. (So hast Du das formuliert.) Du kannst höchstens die Einheit kJ/mol in J/mol oder eben in kJ/kg umrechnen. Du hast natürlich etwas anderes gemeint, aber dann musst Du das auch schreiben.

Anderes Beispiel:

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

OT

Genau! Die Verwendung und Kontrolle der Einheiten mag bei solchen kleinen Rechnungen nach Haarspalterei aussehen, gewohnheitsmäßig durchgeführt ist es aber eine zusätzliche "Sicherung" gegen Fehler - insbesondere bei Umrechnungen. Quasi: Ehe man die Tür hinter sich zumacht: Ist der Schlüssel in der Hosentasche?