Wie kann man herausfinden, wie viel chemische Energie in kinetische Energie umgewandelt wird?
Wie kann man durch eine Rechnung herausfinden, wie viel chemische Energie in kinetische Energie umgewandelt wird?
Also z.B. wenn man ein 5 kg schweres Gewehr hat, welches mit einer Geschwindigkeit von -3m/s einen Rückstoß erfährt beim Schuss, wobei eine 30 g schwere Kugel mit einer Geschwindigkeit von 500 m/s herausgeschossen wird.
Wie kann ich dies nun berechnen? Die Lösung besagt dass hierbei 291 J chemischer Energie in kinetische Umgewandelt wird, aber wie kommt man drauf?
3 Antworten
Um die Umwandlung von chemischer Energie in kinetische Energie bei einem Gewehrschuss zu berechnen, muss man die Menge der freigesetzten chemischen Energie und die Geschwindigkeit der Kugel kennen.
Die freigesetzte chemische Energie kann durch Messung der Explosionsenergie des Treibmittels bestimmt werden, das in der Patrone verwendet wird. Die Explosionsenergie wird normalerweise in Joule pro Gramm (J/g) oder in Kilokalorien pro Kilogramm (kcal/kg) angegeben.
Die Geschwindigkeit der Kugel kann durch verschiedene Methoden gemessen werden, wie zum Beispiel durch die Verwendung von Ballistik-Gel oder durch die Verwendung von speziellen Schießständen, die die Geschwindigkeit der Kugel messen.
Sobald man die freigesetzte chemische Energie und die Geschwindigkeit der Kugel kennt, kann man die kinetische Energie berechnen, indem man die Formel E=1/2mv^2 verwendet, wobei E die kinetische Energie in Joule (J) ist, m die Masse der Kugel in Kilogramm (kg) und v die Geschwindigkeit der Kugel in Metern pro Sekunde (m/s) ist.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass verschiedene Faktoren, wie zum Beispiel die Form der Kugel, die Art des Gewehrs und die Umgebungsbedingungen die Ergebnisse beeinflussen können. Daher können die Ergebnisse je nach den verwendeten Messmethoden und den spezifischen Bedingungen variieren.
Bezüglich der Aufgabe denkst du zu kompliziert:
Kugel und Gewehr haben zum Zeitpunkt des Abschusses kinetische Energie. Die muss irgendwo her gekommen sein. Da sie durch eine Explosion hervorgerufen wurde stammt sie aus chemischer Energie. (Wie viel anderweitig umgesetzte chemische Energie dabei beteiligt war, ist laut Aufgabentext ja nicht gefragt).
Carnot-Wirkungsgrad ist das Maximum. Alles darunter hängt von den Umständen ab.