Auf etwa welche Temperatur wird dabei der Eisenblock erwärmt?

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Energie des Wassers:

4180*2*(60-0) J = 501 600 J

501600:502:10 = x (Temperaturerhöhung) = 99,92 also etwa 100

100°C + 20 °C = 120°C

(Ich hätte lieber die Einheiten mit aufgeführt, ist hier aber relativ umständlich zu schreiben)

Vom Wasser abgegebene Wärme:
Qab = m * c * ∆T = 2 kg * 4,18 kJ/kgK * 60 K = 501,6 kJ

Vom Eisen aufgenommmene Wärme:
Qzu = m * c * ∆T = 10 kg * 0,502 kJ/kgK * ∆T = 5,02 kJ/K * ∆T

Nun gilt:
Qzu = Qab
5,02 kJ/K * ∆T = 501,6 kJ
∆T = 501,6 kJ / 5,02 kJ/K = 99,9 K ≈ 100 K

T2 = T1 + ∆T = 20 °C + 100 K = 120 °C

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Habe Thermodynamik im Hauptfach studiert.

Um auf die Antwort zu kommen, müssen wir zunächst die Wärmeenergie berechnen, die der Eisenblock aufnimmt. Diese Wärmeenergie ist gleich der Wärmeenergie, die das Wasser abgibt, da die Wärmeenergie im Wärmetauschersystem erhalten bleibt. Um die Wärmeenergie des Wassers zu berechnen, müssen wir zunächst die Temperaturänderung des Wassers berechnen, die sich aus der Anfangs- und Endtemperatur ergibt: 60 ºC - 0 ºC = 60 ºC. Wir können dann die Wärmeenergie des Wassers berechnen, indem wir die spezifische Wärmekapazität von Wasser mit der Temperaturänderung und der Masse des Wassers multiplizieren: 4180 J kg-1 K-1 * 60 ºC * 2 kg = 501600 J.

Da die Wärmeenergie des Wassers gleich der Wärmeenergie des Eisenblocks ist, können wir die Temperaturänderung des Eisenblocks berechnen, indem wir die Wärmeenergie durch die spezifische Wärmekapazität der Eisenlegierung und die Masse des Eisenblocks dividieren: 501600 J / (502 J kg-1 K-1 * 10 kg) = 1000 ºC.

Die Endtemperatur des Eisenblocks ist die Summe aus der Anfangstemperatur und der Temperaturänderung. Da die Anfangstemperatur des Eisenblocks 20 ºC beträgt, beträgt die Endtemperatur 20 ºC + 1000 ºC = 1020 ºC. Die richtige Antwort ist also 1020 ºC.

Wechselfreund  09.12.2022, 11:09

501600 J / (502 J kg-1 K-1 * 10 kg) = 1000 ºC

Da wirst du dich vertippt haben.

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