Wisst ihr, wie das geht ... ?

Question

Habe bis morgen folgende aufgaben,
Bei der Erwärmung von 500g Wasser mit einem Tauchsieder steigt die Temperatur in einer Minute um 8,5°C
a) Welche Wärme wird in einer Minute vom Tauchsieder aufs Wasser übertragen?
b) Um welchen Wert ändert sich in dieser Zeit die innere Energie des Wassers?

--
Bei der Erwärmung von 0,5L Wasser auf einem Gasherd steigt die Temperatur in jeder halben Minute um 7,5°C
a) Welche Wärme gibt die Gasflamme in einer Minute an das Wasser ab ?

Bitte Helft mir !

Anonym · Accepted Answer

Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist Cw = 4190 J/(kg·K) [1].
Die Temperatur stieg um deltaT = 8,5 K.
-- Temperaturdifferenzen werden in der Regel in Kelvin und nicht in Grad Celsius angegeben. --
Die Masse des erwärmten Wassers ist m = 0,5 kg.

Die benötigte Wärme ist [1] bei vernachlässigen Verlusten (Abgabe von Wärme durch das Wasser an die Umgebung, an die Wand des Behälters)

E = Cw deltaT m
E = 4190 J/(kg·K) * 8,5 K * 0,5 kg
E = 17807,5 J
E = 17,8075 kJ

Dem Wasser wurde eine Wärme von 18 kJ zugeführt.

Wird neben den Verlusten auch die Ausdehnung des Wasser vernachlässigt, dann geht die gesamte zugeführte Wärme in die innere Energie des Wasser. Die Ausdehnung des Wasser würde dazu führen, dass ein Teil der zugeführten Wärme für Arbeit, Ausdehnung gegen den Luftdruck, benutzt wird.

Die innere Energie des Wassers wird um 18 kJ größer.

Ein Volmen von 0,5 L Wasser hat ungefähr eine Masse von 0,5 kg.

Die vom Wasser aufgenommene Wärme bei einem Temperaturanstieg um 7,5 Kelvin:
E = Cw deltaT m
E = 4190 J/(kg·K) * 7,5 K * 0,5 kg
E = 15712,5 J
E = 15,7125 kJ

Die Wärme wurde in 0,5 Minuten übertragen. Ist die Wärmeabgabe der Gasflamme konstant, dann wird in 1 Minute abgegeben:
E = 2 * 15,7125 kJ
E = 31,425 kJ

Die Gasflamme gibt in einer Minute 31 kJ Wärme an das Wasser ab.

Wisst ihr, wie das geht ... ?

1 Antwort