wie löse ich diese physik aufgabe, bzw welche formeln wende ich an?
Ein Kühlschrank mit dem Volumen 180 L hat eine Tür mit der Innenfläche 0,5 m2 . Zunächst ist der Kühlschrank bei geöffneter Türe abgeschaltet, weshalb die Temperatur von 20 °C und der Druck von 1 bar im Inneren des Kühlschranks dem des umgebenden Zimmers entsprechen. Anschließend wird der Kühlschrank geschlossen und eingeschaltet, wodurch dessen Innentemperatur auf 8 °C sinkt.
a) Angenommen der Kühlschrank ist Luftdicht: Welche Kraft wird benötigt um den Kühlschrank wieder zu öffnen?
b) Tatsächlich ist die Dichtung der Türe nicht perfekt, wodurch es zu einem Druckausgleich kommt. Um wie viel Prozent ändert sich hierdurch die Stoffmenge n (in Mol) der Luft im Kühlschrank?
1 Antwort
welche formeln wende ich an
Begriffsklärung: Was es in der Physik gibt, sind Gleichungen, die Beziehungen zwischen physikalischen Größen beschreiben. Diese Gleichungen kann man nur benutzen, wenn klar ist, für welche experimentelle Situation sie gedacht sind, in der solche Größen vorkommen. Eine Gleichung beschreibt also nie kontextfrei und schon gar nicht eindeutig eine Situation.
Formeln hingegen sind codierte Kochrezepte in der Chemie, die die Situation vollständig beschreiben. Hier kann man die Frage beantworten "was ist die Formel für Kochsalz in Wasser?" - in der Physik kann man so etwas nicht.
Die Frage, welche Formel man nehmen soll, ist darum immer ein sicheres Zeichen, dass man nicht verstanden hat, was eigentlich passiert. Eine wirkliche Hilfe für den Fragesteller ist dann nicht das stumpfe Nennen einer Gleichung, sondern die Beschäftigung des Fragestellers mit den Zusammenhängen - hat man die verstanden, ergibt sich die anwendbare Gleichung von selbst.
Zu dem Kühlschrankproblem haben Clausius und Clapeyron für ideale Gase eine Gleichung formuliert, aber wie gesagt: ohne Verstehen nützt das nichts.