Wärmekapazität < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein Topf (Material als Eisen angenommen, 670g mit Dichte 7,9g/cm³) wird mit 1 Liter Wasser zimmerwarm (20°C) auf eine schwache Kochplatte mit 400W gesetzt und erreicht nach langer Zeit 80°C.
a) Wie groß ist die Wärmekapazität des Topfes allein?
b) Wie groß ist der Wärmewiderstand zur Umgebung? |
Irgendwie komm ich mit der Aussage "nach langer Zeit" nicht klar...
Hab folgenden Ansatz:
W = [mm] (c_{Wasser}*m_{Wasser}+C_{Eisen})\DeltaT [/mm] = P * t
oder
[mm] W=(c_{Wasser}*m_{Wasser}+c_{Eisen}*m_{Eisen})\DeltaT [/mm] = P * t
Und dann einfach die Wärmekapazität aus der spezifischen ausrechnen.
Aber was soll nun t sein?
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Hallo!
So, wie du es schreibst, wird der Topf immer wärmer, bis er schmilzt...
Tatsächlich gibt der Topf Wärme an seine Umwelt ab, weshalb er sich mit steigender Temperatur immer langsamer erwärmt, bis seine Temperatur bei 80°C nicht mehr weiter steigt.
Der Wärmewiderstand gibt für einen Gegenstand an, wie hoch die Temperaturdifferenz zwischen zwei Stellen sein muß, damit zwischen ihnen eine gewisse Leistung hindurchströmt. Und zwar statisch, das heißt, die Temperaturen ändern sich nicht dabei. Sprich in deinem Fall: Die erwärmte Umgebungsluft steigt sofort hoch, und es strömt neue Luft mit 20°C nach.
Kommst du nun weiter?
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Ja das versteh ich soweit auch alles aber ich weiß jetzt leider absolut nicht wie ich a) bzw. b) rechnen soll. Bin total aufgeschmissen
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Hallo!
Bei der a) brauchst du die Wärmekapazität [mm] c_{Fe} [/mm] von Eisen. Zusammen mit der Masse kommst du auf die Wärmekapazität des gesamten Topfes, die du da mit $C_$ bezeichnest.
Zur Aufgabe b) habe ich dir bereits etwas geschrieben, das dir eigentlich schon die Lösung liefert. Denk nochmal genau drüber nach, was ich geschrieben habe, und was du gegeben hast. Das ist wirklich nicht schwer.
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Danke für deine Antowort nur leider bringt die mich nicht weiter. Ich weiß nicht wie man das mit Formeln berechnen soll. Läuft das auf ein Integral raus?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:45 Do 18.09.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Nochmal: a) hat nichts mit den 400W und der Zeit zu tun.
b) die lange Zeit ist vergangen, es werden weiter 400W zugefuehrt. die [mm] 80^o [/mm] bleiben aber. aussen ist [mm] 20^o. [/mm] wo gehen die 400J die in jeder s zugefuehrt werden hin? Lise EH nochmal genau!
Gruss leduart
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Kann ich dann davon ausgehen, dass das Wasser theoretisch gesehen eine Temperatur von 100°C hat aber durch den Eisentopf auf nur max. 80°C kommt und der Topf die 20°C an Energie aufnimmt?
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 15:54 Fr 19.09.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Nein! und deine Wortwahl ist physikalisch schrecklich! wie kann man von [mm] 20^o [/mm] C Energie reden?
Die Waerme wird doch von Wasser und Topf an die Umgebung abgegeben. Das Wasser hat keine theoretische Temp. sondern genau [mm] 80^o [/mm] C. Irgendwie hat man den Eindruck, du liest die posts nicht genau. Nochmal EH hat dir die richtigen Hinweise gegeben.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 09:14 Sa 20.09.2008 | | Autor: | Matheboy18 |
Ich hab jetzt oft genug den Hinweis bekommen das nochmal richtig durchzulesen kommt aber dennoch nicht drauf. Aber irgendwie checkt ihr das wohl nicht das ich da häng. Na ja mir jetzt auch egal!
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Hallo!
Nun, ich habe gesagt, der Widerstand berechnet sich aus der Wärmeleistung, die hindurchströmt. Das müssen die 400 Watt sein.
Dann habe ich geschrieben, daß es auf die Temperaturdifferenz ankommt. Hier ganz klar einmal 80°C, einmal 20°C, macht 60°C Temperaturdifferenz.
Dann habe ich geschrieben, daß der Widerstand angibt, wie groß die Temperaturdifferenz sein muß, damit eine bestimmte Leistung durchgeht.
Und das heißt: [mm] R_\theta=\frac{60\,K}{400\,W}
[/mm]
Zur Wärmekapazität des Topfes:
Du schreibst in den Formeln sowas wie [mm] C_\text{Wasser}=c_\Text{Wasser}*m_\Text{Wasser} [/mm] für die GEsamtwärmekapazität des Wassers. Für den Topf gilt genau das gleiche - blos [mm] c_\Text{Eisen} [/mm] ist hier nicht angegeben, das braucht man noch.
So, nun habe ich es vorgekaut.
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