Bestimmen Sie wie viel Wasser dabei verdampft?
In eine Menge von 𝑚𝑊 = 5 𝑘𝑔 Wasser (𝑇1 = 20 °𝐶) wird ein glühendes Stück Eisen der Masse 𝑚𝐸 = 12 𝑘𝑔 und der Temperatur 𝑇𝐸 = 700 °𝐶 getaucht. Dabei verdampft ein Teil des Wassers. Bestimmen Sie wie viel Wasser dabei verdampft. Der Einfluss des Gefäßes wird dabei vernachlässigt. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist 𝑐𝑊 = 4190 𝐽 𝑘𝑔∙𝐾 und die von Eisen 𝑐𝐸 = 450 𝐽 𝑘𝑔∙𝐾 . Die spezifische Verdampfungswärme von Wasser ist 𝜆 = 2,257 ∙ 106 𝐽 𝑘�
ich habe gefunde m(wasser verdampfe )= 7,93 KG ICH GLAUBE FALSCH , es ist mir nicht sicher , ich habe mit der Gleichung von Wärmemengen Δ𝑄
4 Antworten
ΔWE = 450 J/kgK * 600 K * 12 kg = 3,24 MJ
Das ist die Wärmeenergie die zur Erwärmung und Verdampfung des Wassers zur Verfügung steht. Um das Wasser von 20 °C auf 100 °C zu erwärmen, benötigt man:
ΔWW = 4190 J/kgK * 80 K * 5 kg = 1,676 MJ
Bleiben 1,564 MJ zur Verdampfung des Wasser. Pro kg braucht es 2,257 MJ. Die verdampfbare Wassermasse m ist also:
m = 1,564 MJ/(2,257 MJ/kg) = 0,693 kg (korrigierte Rechnung)
Bitte selber die Rechnungen kontrollieren.
OK Vielen Dank, ich kontrolle nochmal . die gleichung von Wärmemengen Δ𝑄 von Energieerhaltung war falsch
Zunächst musst du die Energie für die Erwärmung des Wassers auf 100°C berechnen und rechnen, wieviel das Eisen durch den Energieentzug abkühlt. Dann berechnest du, wieviel Wasser man mit der verbleibenden Energie im Eisen (oberhalb 100°!) verdampfen kann.
ich hab nur knapp 700 g raus.
Ich würde die frei werdende Energie des Eisens bei Abkühlung auf 100 °C berechnen, dann die Energie für die Erwärmung des Wassers auf 100 °C davon abziehen.
Vom Rest berechnet man, wie viel Wasser man damit verdampfen kann.
Das wird ganz easy in 2 Schritte zerlegt: erst wird das Wasser von 20 auf 100 °C gebracht, wobei das Eisen Energie abgibt. Hat der Klotz Eisen jetzt noch etwas Energie in sich, kann die in die Verdampfungsenthalpie für's Wasserinvestiert werden.
Nur eine kleine Erweiterung: nur jene Energie des Klotzes überhalb von 100 Grad Klotztemp kann zum verdampfen genutzt werden.
1,564 MJ/(2,257 MJ/kg)