Ich komme einfach nicht mit dieser Physik-Aufgabe weiter, kann mir jemand helfen?
Sonnenernergie ist 1500 W/m^2
Dose ist zylindrisch
Füllmenge Bier 500 ml
• Spezifische Wärmekapazität Bier cB = 4, 2 kJ /kgK
Dichte Bier ρB = 0, 995 kg l
• Spezifische Wärmekapazität Aluminium cAl = 0, 89 kJ kgK
• Masse der Aluminiumdose mAl = 20 g
• Durchmesser Bierdose d = 67 mm
• Höhe der Bierdose h = 17 cm
a) Welche Energie ist notwendig um das Aluminium der Dose von 4 ◦C auf 15 ◦C zu erwärmen?
b) Welche Energie ist notwendig um die gesamte Dose mit Inhalt von 4 ◦C auf 15 ◦C zu erwärmen?
c) Wie lange dauert es bis die Bierdose unter der Sonneneintrahlung eine Temperatur von 15 ◦C erreicht?
danke für jegliche hilfe. LG
2 Antworten
Also die 1500 W/m^2 sind zunächst mal keine Energie, sondern eine Leistung pro Fläche. Leistung ist Energie pro Zeiteinheit.
Anhand der Angaben kannst du Volumen und mit den angegeben Dichten die Massen von Bier und Aludose berechnen.
Mit der Wärmekapazität berechnet sich die Wärmemenge, also Energie, die benötigt wird, um die Masse Bier/Alu um eine Temperaturdifferenz zu erwärmen.
Je nachdem, welche Fläche der Dose von der Sonne beschienen wird, kannst du berechnen, welche Wärmeenergie die Dose pro Zeiteinheit aufnimmt. Die Zeit des Erwärmens bekommst du dann durch den Quotient aus benötigter Wärmeenergie (für Erwärmung von 4 auf 15°C) und der Energiemenge pro Zeiteinheit, die die Sonnenstrahlung überträgt.
Q = m • cp • DeltaT
Mit der Formel lassen sich die ersten beiden Aufgaben lösen. Alle Werte sind gegeben bzw schaffst du es bestimmt die Masse des Biers über Dichte und Volumen zu bestimmen.
Für die letzte Aufgabe brauchst du dann t = Q / (p • A), wobei p die Sonnenernergie ist.
Bei A stellt sich noch die Frage, wovon man ausgehen soll. Schließlich wir die Dose in der Praxis ja nicht von allen Seiten gleichmäßig von der Sonne bestrahlt. Überleg dir was und schreibe eine Begründung auf.
Aufgabe ist auch sonst unrealistisch. Ich würde mein Bier nie solange stehenlassen.