Hilfe bei Physik?

akl1969  16.04.2023, 22:20

Da fehlen Werte, um das zu berechnen. zB die ursprungslänge und die eingesetzte Wärmemenge. Der Durchmesser ist im Übrigen in der Aufgabe unerheblich.

Messna007 
Fragesteller
 16.04.2023, 22:21

Ja sorry meinte 4mm², habe das jetzt verbessert

akl1969  16.04.2023, 22:29

Aha. und wie lang ist jetzt dir Ursprünliche Länge?

Messna007 
Fragesteller
 16.04.2023, 22:31

Ja das weiß man eben nicht, dazu gibt es keine Angabe

2 Antworten

Hier ist die Lösung:

Die Formel für die Längenänderung lautet ΔL = L₀ * α * ΔT, wobei ΔL die Längenänderung, L₀ die Ausgangslänge des Drahtes, α der Längenausdehnungskoeffizient und ΔT die Temperaturänderung ist. 

Zunächst müssen wir die Ausgangslänge des Drahtes berechnen. Da der Querschnitt des Drahtes 4mm² beträgt und die Dichte ρ 7,6 g/cm³ beträgt, können wir die Masse m des Drahtes berechnen: 

m = V * ρ = (π * r² * L₀) * ρ

wobei r der Radius des Drahtes und L₀ seine Ausgangslänge ist. Da der Querschnitt des Drahtes 4mm² beträgt, ist der Radius r = √(4mm²/π) = 1mm. 

Daher ist m = (π * (1mm)² * L₀) * 7,6 g/cm³ = 0,023 kg/L₀.

Als nächstes müssen wir die spezifische Wärmekapazität c des Stahls verwenden, um die Temperaturänderung ΔT zu berechnen:

Q = m * c * ΔT

ΔT = Q / (m * c) = 1,25 kJ / (0,023 kg/L₀ * 0,5 J/gK) = 1086 K/L₀.

Schließlich können wir die Längenänderung ΔL berechnen:

ΔL = L₀ * α * ΔT = L₀ * 0,0000121/K * 1086 K/L₀ = 0,0131 L₀.

Da wir wissen, dass sich der Draht um 0,1% verlängert hat, können wir diese Information verwenden, um eine Gleichung zu erstellen:

0,001 = ΔL / L₀ = 0,0131 L₀ / L₀

Löst man diese Gleichung nach L₀ auf, erhält man:

L₀ = ΔL / 0,001 = (0,0131 L₀) / 0,001

L₀ ≈ **98.68 cm**

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – am KIT als Maschinenbauer

dL = Lo * Alpha * dT = 0,001 * Lo ; => dT = 83,3... K

Wärme Q = c * m * dT ; => m = 30 g

V = m / rho = 3,941... cm^3 = 3941 mm^3 ;

Lo = V / Querschnitt = 986,8 mm .