Physikhausaufgabe Energie. Help?!?

a) Das Volumen des Wasserzuflusses berechnet sich aus der Fläche des Sees mal des Anstiegs des Wasserspiegels.

V = 16,2 km² * 10 cm = 16 200 000 m² * 0,1 m = 1 620 000 m³

Da 1 l = 1 dm³ ist, das Ergebnis erst in Kubikdezimeter umrechnen und dann einfach dafür Liter setzen.

1 620 000 m³ = 1 620 000 000 l = 1,62 Milliarden Liter

b) Das Wasser hat eine Lage-Energie oder potentielle Energie, die es nach dem Fall an die Turbinen abgibt. Die Formel für die potentielle Energie ist: E(pot) = F(G) * h

Das Kraftwerk liegt 200 Meter tiefer als der See, also ist die Höhe h = 200 m

Die Gewichtskraft F(G) berechnet sich aus Masse m mal Fallbeschleunigung g. Eingesetzt in die Ausgangsformel ergibt das also E(pot) = m * g * h.

Wir haben ja das Volumen der Wassermenge und müssen uns jetzt fragen, wie wir jetzt zur Masse der Wassermenge kommen! - Da hilft uns die Dichte ϱ weiter, die einen Zusammenhang zwischen beiden Größen schafft: ϱ = m/V. Nach m umstellen: m = ϱ * V und in die Formel einsetzen: E(pot) = ϱ * V * g * h.

Die Dichte von Wasser ist rund 1 g/cm³ und die Fallbeschleunigung ist eine Konstante mit g = 9,81 m/s². Damit hätten wir alle Größen und können einsetzen:

E(pot) = 1 g/cm³ * 1 620 000 m³ * 9,81 m/s² * 200 m

Die Dichteeinheit geeignet umwandeln (in kg/m³)

E(pot) = 1000 kg/m³ * 1 620 000 m³ * 9,81 m/s² * 200 m

Zahlenwerte und Einheiten ordnen, zusammenfassen und berechnen.

E(pot) = 3,17844 * 10^12 kg*m²/s²

1 kg*m²/s² ist ja gleich 1 J (1 Joule), und dann in kJ umwandeln.

E(pot) = 3,17844 * 10^9 kJ = 3 178 440 000 kJ (≈ 3,18 Milliarden kJ)

erstens kann ich beantworten, zweitens nicht:

du musst die Fläche mit den 10 cm multiplizieren. daraus erhältst du die anzahl an Litern für Frage 1