Physik: Um wie viel Grad kühlt sich ein 100 Gramm schwerer, 500 Grad heißer Siliziumblock bei Zugabe von 10 Gramm, -10 Grad kaltem Eis ab?
Hallo Community,
um wie viel Grad kühlt sich ein 100 Gramm schwerer, 500 Grad heißer Siliziumblock bei Zugabe von 10 Gramm, -10 Grad kaltem Eis ab?
Ich komme einfach nicht auf die Lösung.
1 Antwort
Dabei musst du die Wärme ausrechnen, die im Siliziumblock steckt, und dann die Energie abziehen, die benötigt wird, das Eis zu schmelzen und das Wasser zu verdunsten.
Danach die Wärme zurückrechnen, die noch im Siliziumblock steckt.
Silizium : 703 J/kg und K
703 x 0,1 x 500 = 35150 Joule
Nachfolgend eine Beispielrechnung von zugabe von 500g Eis.
35150 ÷ 4180 x 0,5 = 16,8
Das Wasser würde mit der Energie von deinem Silizium 16,8 Kelvin steigen. Von -10 auf +6.
Das wäre die Endtemperatur von deinem Silizium.
Fehler: die spezifische Wärmekapazität von Eis ist sicher anders als der von Wasser
Die +6 ⁰Endtemperatur ergeben sich bei einer Siliziumabkühlung von 500⁰. Tatsächlich würde sie aber nur um 494⁰ sinken.
Es sind eben nur Näherungswerte.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Spezifische_W%C3%A4rmekapazit%C3%A4t
Bei Zugabe von 10g Eis rechnest du 4180 J/kg und K mal 0,01 mal 110 K = 4598
Silizium mit 35150 J minus 4598 J = 30552 J durch 703J/kg ... durch 0,1 kg = 435⁰
Oder 4598 durch 703 durch 0,1 kg = 65 ⁰ Temperaturabsenkung
Beim Wasser habe ich mit 110 ⁰ Temperaturdifferenz gerechnet, weil es bei 100⁰ verdampft ist. In wieweit der Wasserdampf weiterhin das Silizium abkühlen kann, entzieht sich meiner Kenntnis.