Ich brauche dringend Hilfe bei einer Physikaufgabe! Wie geht diese Aufgabe?

HIIIIIILFEEEEE!!!!!Meine Physiklehrerin kam gestern zu mir und hat gesagt, dass ich zwischen zwei Noten stehe und ich deshalb eine extra Aufgabe machen müsse, damit sie entscheiden kann welche Note ich im Zeugnis bekomme! Bitte helft mir! Aufgabenstellung: 100g Eis (0°C) werden mit 0,5l Wasser von 15°C übergossen. Schmilzt dabei das ganze Eis? Wenn nicht: Wieviel Gramm Eis bleiben übrig?Das ist was mit der spezifischen Wärmeleitung. Ich hab irgendwie rausbekommen, dass das Wasser und das Eis eine Energie von 37,62 kJ abgeben. Wie es weiter geht weiß ich nicht mehr und bei meinem Ergebnis der Energie bin ich mir auch nicht ganz sicher. kann mir das bitte jemand erklären?Danke schon im Vorraus! <3

Answer 1

[fjf100]

aus den Physik-Formelbuch Schmelzwärme von Eis qeis=332,4 KJ/Kg um 1 Kg Eis zu schmelzen braucht man eine Energie von 332,4 KJ

100 g=0,1 kg ergibt eine Schmelzwärme von 332,4 KJ/KG*0,1 kg=33,24 KJ

Diese Energie muss vom Wasser abgegeben werden

Qab=33,24 KJ=m*c*(t2-t1)  für wasser c=4,19 KJ/(kg*K) um 1 Kg Wasser um 1° Celsius zu erwärmen, braucht man eine Energie von 4,19 KJ (Kilojoule) 

0,5 l=0,5 kg ergibt

33,24 KJ=0,5 kg*4,19 KJ/(Kg*K)*(t2-t1) ergibt

(t2-t1)=33,24 KJ/(0,5 kg*4,19 )=15,866° das ist >15° also kann das Wasser das ganze Eis nicht schmelzen

Qab=m*c*15° und Qschmelz=m*332,4 KJ/Kg gleichgesetzt

0,5 *4,19 *15°=m(eis)*332,4 KJ/kg ergibt

m(eis)=0,5 *4,19*15/332,4=0,0945 Kg Eis können geschmolzen werdem

100 g-94,5 g=5,46 g Eis bleiben übrig

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

Answer 2

[Hamburger02]

1. Vom Wasser abgegebene Energie bei der Abkühlung von 15°C auf 0°C.

Gegeben:
Volumen 0,5l
ΔT = 15 K
spez. Wärmekapazität Wasser (aus Formelsammlung oder Onkel wiki):
cw = 4,19 kJ/kg * K

Berechnung Masse:
m = V * ρ = 0,5 l * 1 kg/l = 0,5 kg

Kalorische Zustandsgleichung:
Q = m * c * ΔT
Q = 0,5 kg * 4,19 kJ/(kg * K) * 15 K = 31,4 kJ

Zwischenergebnis: das Wasser gibt bei der Abkühlung eine Wärmemenge von 31,4 kJ ab.

2. Schmelzen des Eises

Gegegeben:
m = 0,1 kg
spezifische Schmelzwärme q = 333,5 kJ/kg (aus Formelsammlung oder Onkel wiki)
Qschmelz = 31,4 kJ (die vom Wasser abgegebene Wärme steht als Schmelzwärme zur Verfügung)

Qschmelz = q * m
daraus folgt:
m = Qschmelz / q = 31,4 kJ / 333,5 kJ/kg = 0,094 kg = 94 g

Ergebnis:
Es werden 94 g Eis aufgeschmolzen, weswegen 6 g Eis ungeschmolzen übrig beiben.

Answer 3

[ulrich1919]

Die Lösung hat @7753 bereits gegeben. Aber aus dem Text zur Erläuterung Deiner Frage habe ich gesehen, dass Du die Sache nicht durchblickst. Der Sinn der Aufgabe ist nicht nur, dass Du die Note verbesserst, sondern um Dein Verständnis für die Physik zu verbessern.

Das ist was mit der spezifischen Wärmeleitung

Die Aufgabe kann gelöst werden ohne die spezifische Wärmeleitung zu kennen. Diese wird in der Aufgabe nicht gegeben.

dass das Wasser und das Eis eine Energie von 37,62 kJ abgeben.

Unsinn. Das Wasser kühlt ab; gibt also Energie ab und das Eis schmilzt, nimmt Energie auf.

Ich hoffe, dass Du die Gedankengänge der gegebenen Lösung nachvollziehen kannst!

Answer 4

[tt7753]

Meine Rechnung (ist schon ne Weile her, bin mir also nicht 100% sicher)

Schmelzenergie Eis:

333,7 KJ/kg * 0,1 kg = 33,37 kJ

die maximale Energie die das Wasser abgeben kann =

15 K * 4,18 KJ/K*kg * 0.5 kg = 31,35 KJ

==> Das Eis schmilzt nicht ganz.

Wie viel Kilo kann man mit so viel Energie schmelzen :

 337,7 * x kg = 31,35 

x = 0,093 kg = 93 g

100 -93 = 7

==> 7 gramm bleiben übrig