Frage von Matze521999, 75

Kann mir jemand bei der Lösung dieser Textaufgabe helfen?

Ich krieg eine mir selbst gestellte Textaufgabe nicht gelöst... kann mir jemand helfen?

Ich habe ein tiefgefrorenes Hühnchen, dass aus Vereinfachungsgründen eine zylindrische Form hat (h=250mm; r= 120mm). Dessen aktuelle Temperatur liegt bei - 19°C (im ganzen Körper).

Ich fliege in einem 900km/h schnellen Flugzeug in einer Höhe 12.000m über NN. Bei 0 Höhenmetern (NN) herrscht ein konstanter Druck von 1000 Hectopascal. Die Temperatur der Luft werden aus Vereinfachungsgründen nicht beachtet.

Nun werfe ich das Hühnchen aus dem Flugzeug. Die Startgeschwindigkeit liegt bei 0km/h (ich lasse es also fallen, und werfe nicht nach unten) und nach 7 Sekunden ist mein Hühnchen 200km/h schnell. Schneller wird es nicht mehr. Aufgrund der Reibung des Hühnchens mit der Luft entsteht Wärme.

Die Frage ist denkbar simpel:

Hat das Hühnchen wenn es unten am Boden ankommt eine angenehme Temperatur, und ist durch, so dass ich es essen kann? Wenn nicht, wie viel Grad hat das Hühnchen wenn es ankommt? Wenn schon, bei wie vielen Höhenmetern war es durch?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 14

Abgesehen davon, dass ich glaube, dass du Hausaufgaben "tarnst", mal eine überschlägige Berechnung.

Da die Fallgeschwindigkeit fast durchgängig konstant bleibt (die ersten 7 s vernachlässige ich), wird die gesamte potentielle Energie durch Reibung in Wärme umgewandelt.

Epot = m * g * h = 1,5 kg * 9,81 m/s^2 * 12000 m = 1766 kJ

1,5 kg habe ich für das Gewicht des Hähnchens angenommen, weil ich zu faul war, das tatsächliche auszurechnen.
Als Wirkungsgrad nehme ich 50% an, da ein Teil der Energie in die Luft geht, die erwärmt wird. Es stünden fürs Hähnchen also rund 1766 kJ / 2 = 883 kJ zur Verfügung.

Um das Hähnchen von -19°C auf 0°C zu erwärmen, benötigt man:
E = ce * m * ∆ T = 2060 J / (kg * K) * 1.5 kg * 19 K = 59 kJ

Um das Hähnchen aufzutauen benötigt man die Schmelzwärme von:
E = cs * m = 334 kJ/kg * 1.5 kg = 501 kJ

Nun ist das Hähnchen aufgetaut und es wurden dabei 501 kJ + 59 kJ = 560 kJ verbraucht.

Bleiben also noch 883 kJ - 560 kJ = 323 kJ zum Garen übrig.

Das Hähnchen besteht zum größten Teil aus Wasser, also setze ich die Wärmekapazität von Wasser an:

E = cw * m * ∆ T
∆ T = E / (cw * m) = 323 kJ / ((4,2 kJ/(kg * K) * 1.5 kg) = 51 K

Das Hähnchen ist also überhaupt nicht gegart. Es ist lediglich aufgetaut und hat sich auf rund 50 °C erwärmt. Dabei wurde ein sehr optimistischer Wirkungsgrad angenommen. Wenn die meiste Wärme in die Luft geht und deutlich weniger ins Hähnchen, reicht es womöglich nicht einmal zum Auftauen.

Kommentar von Matze521999 ,

Krass :'D

Nein, ich geh nicht mehr zu Schule, und selbst wenn, hat unser Schulphysik nie ein solches Level erreicht^^ :D
Ich habe mir die Aufgabe eigentlich nur aus Spaß ausgedacht, und wäre im Leben nicht darauf gekommen, dass sich jemand wirklich die Mühe macht (und das Können dazu hat), auszurechnen, wie heiß das Hühnchen wird!

Ich steig allerdings bei der Wärmekapazität des Hühnchens aus, das ist zu lange her :P

Allen Respekt an deine Physik-Fähigkeiten! Du trägst den Expertentitel für Physik nicht umsonst!

Kommentar von Hamburger02 ,

Vielen Dank dafür.

Kommentar von Majorleon43 ,

Mann, du kennst dich aber gut aus... respekt :D

Antwort
von sikas, 15

klappt nur mit Rakete raus aus atmosphäre da abschmeissen beim wieder eintritt ist es  für ca 0,001 sek genau richtig unten kommt dann aber nix mehr an;O)

LG sikas

Antwort
von XTRTrekking, 42

die lösung ist denkbar simpel, nein

200km/h reichen bei weitem nicht, ansonsten müssen autos ja auch zb angenehm warm werden

Kommentar von Matze521999 ,

Hast du einen Vorschlag wie mein Hühnchen schneller wird als 200 km/h?

Kommentar von XTRTrekking ,

du musst es windschnittiger machen

Kommentar von Schnoofy ,

Heck- und Frontbroiler äh.... sorry ....spoiler natürlich

Antwort
von AccountNummer9, 50

Wenn es unten ankommt, ist es genau richtig. Schön knusprig und zartes Fleisch. Es wird auf einem Teller landen, mit Kartoffelsalat und einer Laugenbreze. 

Kommentar von Matze521999 ,

Ist es gabelzart, dass ich zum Verzehr kein Messer mehr brauche? Wie viel Grad hat es?

Kommentar von AccountNummer9 ,

Es ist sogar löffelzart. So zart, dass du es theoretisch ohne Gebiss essen könntest, es zergeht einfach auf der Zunge. Es hat etwa 9 3/4 Grad.

Kommentar von Matze521999 ,

Aber 9¾°C sind mir zu kalt :/

Wie viel muss ich höher fliegen, damit es unten mindestens 50°C hat?

Kommentar von AccountNummer9 ,

Da verbrennst du dir aber den Mund, mein Freund. Aber um dir eine hilfreiche Antwort zu geben (dafür sind wir ja hier): Du musst nicht höher fliegen, du musst beim Flug nur zweimal das Ave Maria beten, dann hat es unten 50°C.

Antwort
von BenFrischauf, 38

Das hünchen ist matsch und nicht mehr geniessbar

Kommentar von Matze521999 ,

Und wie viel Grad hat der Hähnchen-Matsch? O.o

Kommentar von Schnoofy ,

Es heißt Frikassee und nicht Matsch!!!

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