Physik Forum

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 Betreff des Beitrags: Wärmelehre, Mischaufgaben
BeitragVerfasst: Sa Dez 11, 2010 4:18 pm 
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Hallo,

ich befinde mich nun in der Lernphase zur Physik Klausur nächsten Februar und habe gerade angefangen.

Der Start macht das Kapitel: "Wärmelehre"

Leider gehöre ich nicht zur Gattung der Menschen, die alles Rucki Zucki kapieren. Deswegen habt nachsicht mit mir.

Die Aufgaben (ich denke ich werde hier noch mehr Aufgaben zur Wärmelehre posten, aber eins nach dem anderen erst mal):

Aufgabe1:

Wieviel Apfelsaft (= Wasser) kann man mit 20g Eis von 20°C auf 0°C herunterkühlen ?


Das ist die Aufgabe wortwörtlich. Das Ergebnis wurde immer angegeben, immerhin :roll: Es sind 79,3g.

Die Aufgaben stammen aus einem Script das meiner Meinung nach :twisted: ist...in der Aufgabe steht ja nicht mal, in welcher Einheit man das Ergebnis haben will..Wieviel kann man in Volumen,Masse und weiß der Geier was angeben.

Im Script stehen immer Abschnittsweise mehrere Formeln.

DeltaQ = m * c * DeltaT

Dann zur spezifischen Schmelzwärme:

DeltaQ = m * qs

Imerhin wurden ein paar Angaben angegeben:

c von wasser = 4200J/Kg * K
qs = 3,33 * 10^5 J/Kg
(in meinem Taschenbuch der Physik von Horst Kuchling, neueste Auflage, steht 334J/Kg)

Ich habe nun mehrfach rumgerechnet, erst mal das DeltaQ ausgerechnet. Aber ich komme in den Folge Rechnungen einfach nicht auf die 79,3g.

Würde mich sehr freuen wenn sich hier jemand bereiterklären würde mir zu Helfen :)

Danke schön!

Update

Habs gelöst :D

Die Schmelzwärme vom Eis ausgerechnet:
Q= qs * m
Q= 6660J

Dann DeltaQ= m * c * DeltaT nach m umgestellt, das c von Wasser und 20K eingesetzt. Dann kommt was in KG raus, das ganze mal 1000 und ich hab meine 79,3g :D

Aufgabe2:

Wieviel Eis braucht man, um 1 Liter Apfelsaft von 20°C auf 12°C zu kühlen ? Das Ergebnis ist: 87,6g


Eigentlich müsste die Aufgabe doch ähnlich bzw. genauso gehen ?
Aber auch hier komme ich nicht auf das Ergebnis....


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 Betreff des Beitrags: Re: Physikaufgaben
BeitragVerfasst: Sa Dez 11, 2010 7:04 pm 
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Planlos hat geschrieben:
Wieviel Eis braucht man, um 1 Liter Apfelsaft von 20°C auf 12°C zu kühlen ?

Analog wie 1), es muß jedoch noch das aufgetaute "Eiswasser" von 0 °C auf 12 °C erwärmt werden.


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BeitragVerfasst: So Dez 12, 2010 10:40 pm 
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Hi...sorry aber ich verstehe ehrlich gesagt nicht was du mir damit sagen willst ?

Wieso will ich denn "Eiswasser" auftauen wenn ich doch nicht unter 12° komme ?!


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BeitragVerfasst: So Dez 12, 2010 11:16 pm 
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Du hast Eis getaut (Schmelzwärme) und mußt das so entstandene Wasser noch auf 12 °C erwärmen, während sich gleichzeitig die Apfellorke auf 12 °C abkühlt. Kann man nicht ändern. :)


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BeitragVerfasst: So Dez 12, 2010 11:41 pm 
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Hmm und bei der Aufgabe vorher passiert quasi nichts weil ich auf 0° abkühle ?

Also ich bin schon die ganze Zeit, auch vor deinem Post am rumrechnen...ich komme einfach nicht auf die Grammzahl. Bei mir fallen die Ergebnise viel zu hoch aus :(

Ich denke mal der erste Schritt ist erst mal die Masse vom Applesaft zu berechnen...über die Dichte Formel:

Dichte = Masse / Volumen umgestellt nach:
Masse= Dichte mal Volumen

Da bekomme ich ~998,2g raus für 1L Apfelsaft kommt ja hin, da man ja sagt (auch wenn es wahrscheinlich nicht ganz richtig ist) 1L Wasser entsprechen ~1kg.

Aber wie es dann weiter geht ka...muss ich mit Delta8° weiterechnen oder nun mit den 12° oder doch mit 20° :( ..


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BeitragVerfasst: Mo Dez 13, 2010 1:22 am 
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Für die Wärmemengen kommt die Schmelzwärme des Eises und die Beiträge zum Erwärmen / Abkühlen in frage, jeweils mit Temperaturdifferenzen. [;Q_{1\rightarrow 2}=mc\left(\vartheta_2-\vartheta_1\right);] . Mußt halt mal alles in einer Gleichung aufstrippen. Meinetwegen links alle "Lieferanten", rechts alle "Abnehmer". Und immer zur Mischtemperatur hin. Am Schluß nach der gesichten Größe umstellen.


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BeitragVerfasst: Mo Dez 13, 2010 9:32 am 
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Kann man das auch irgendwo in einer "verständlichen" Form nachlesen ? Ich will's ja nicht vorgekaut haben, aber ich hab einfach keinen Plan wo mein Ansatz sein soll ?


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BeitragVerfasst: Mo Dez 13, 2010 5:45 pm 
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Unter "Mischtemperatur berechnen" hast Du paar Tausend Einträge. Ansonsten würde ich Stück für Stück die einzelnen Wärmeänderungen / Komponenten aufschreiben und am Schluß in den Energiesatz einfügen.


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BeitragVerfasst: Mo Dez 20, 2010 7:31 pm 
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Könnte mir mal jemand vielleicht bitte diese Aufgabe ausrechnen ? Also auch mit den Rechenwegen usw. ich hab echt keine Ahnung ...


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BeitragVerfasst: Mo Dez 20, 2010 10:46 pm 
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Zitat:
in der Aufgabe steht ja nicht mal, in welcher Einheit man das Ergebnis haben will..Wieviel kann man in Volumen,Masse und weiß der Geier was angeben.


Wieso? Das Wort "wieviel" bezieht sich doch eindeutig auf die Stoffmenge. Es kann also nur gefragt sein wieviel Mol Apfelsaft man mit dem Eis kühlen kann.
Dazu braucht man natürlich die molare Masse des Apfelsaftes. Die molare Masse des Wassers findest du in der Tabelle, die des Apfel erfragst du am besten beim Obsthändler deines Vertrauens und das Mischungsverhältnis Apfel/Wasser ist beim Erzeuger des Apfelsaftes zu bekommen. :D

(bitte nicht ernstnehmen)

mfg Fritz


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BeitragVerfasst: Sa Dez 25, 2010 4:46 pm 
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Danke...das hilft mir ungemein weiter...naja iirgendwie hatte ich mir von diesem Forum mehr erhofft...


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BeitragVerfasst: Fr Dez 31, 2010 1:51 pm 
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Planlos hat geschrieben:
Könnte mir mal jemand vielleicht bitte diese Aufgabe ausrechnen ? Also auch mit den Rechenwegen usw. ich hab echt keine Ahnung ...
Zitat:
Wieviel Eis braucht man, um 1 Liter Apfelsaft von 20°C auf 12°C zu kühlen ? Das Ergebnis ist: 87,6g
Eigentlich müsste die Aufgabe doch ähnlich bzw. genauso gehen ?
Aber auch hier komme ich nicht auf das Ergebnis....
Danke...das hilft mir ungemein weiter...naja iirgendwie hatte ich mir von diesem Forum mehr erhofft...
Du zeigst, Planlos, dass Du mit feiner Ironie umgehen kannst.

Also nochmal zum Mitschreiben:
1 Liter Apfelsaft von 20°C auf 12°C zu kühlen
Der Apfelsaft ist ungefähr Wasser, also ist die Wärmemenge, bezogen auf 12°C, also 20°-12° = 8K (Kelvin):
Qa = 1kg * 8K * 4,18 kJ/(K kg) = 33,44kJ
Das Eis (Gewicht x) muss zuerst geschmolzen werden (333,5kJ/kg) und dann auf 12° erwärmt werden:
Qe = x * 333,5 kJ/kg + x * 12K * 4,18 kJ/(K kg)
Qe = x* (333,5+12*4,18) = Qa
x = 0,087 kg

Ist das verständlich?

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


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BeitragVerfasst: Mi Jan 23, 2013 11:33 am 
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Also ich bin schon die ganze Zeit, auch vor deinem Post am rumrechnen...ich komme einfach nicht auf die Grammzahl. Bei mir fallen die Ergebnise viel zu hoch aus





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 Betreff des Beitrags: Re: Physikaufgaben
BeitragVerfasst: Mi Jan 23, 2013 6:10 pm 
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Planlos hat geschrieben:
Aufgabe2:

Wieviel Eis braucht man, um 1 Liter Apfelsaft von 20°C auf 12°C zu kühlen ? Das Ergebnis ist: 87,6g[/b]
Da habe ich eben einen Fehler in meiner Rechnung. Versuchen wir es nochmal:

Kühlen: 1Liter --> sagen wir mal = 1kg --> Q1 = 4,2kJ/(kg K) * 1kg * (20°-12°) = 33,6 kJ

Erwärmen des Schmelzwassers --> schreiben wir x kg, da wir die Menge noch nicht wissen.
Q2 = 4,2kJ/(kg K) * x * 12K = 50,4 * x kJ/kg

Nun müssen wir Eis schmelzen (wieder x)
Q1+Q2 = 334 kJ/kg * x

und ausrechnen
33,6 kJ + 50,4kJ/kg * x = 334 kJ/kg * x .... beidseits 50,4kJ/kg *x abziehen
33,6 kJ = 283,6kJ/kg * x ....beidseits durch 283,6kJ/kg
x = 0,118 kg = 118 g

Bitte kontrolliere genau nach, wo ich meinen Fehler gemacht habe.

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


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BeitragVerfasst: Mi Apr 24, 2013 12:04 pm 
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Hallo, ich bin lucy7. Der Thread gefällt mir.


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