Kann mir jemand bitte bei dieser Aufgabe helfen?
2 Antworten
Du kannst mit den Angaben ja die Wärmeenergie des Gesamtsystems berechnen indem du die beiden Energien der Stoffe ausrechnest und addierst. Dann kannst du diese Energie den Mengenangaben und Kapazitäten der Stoffe gleichsetzen und auf die Temperatur die Gleichung umstellen. Dann hast du die Temperatur.
Für die zweite Aufgabe muss man ja nur die Energien des Anfangszustands mit der des Endzustands miteinander vergleichen.
Das gesamte Eisen hat eine Wärmekapazität von C = m⋅Cₛₚ = 452 J/K und und ist um ΔT=300 K heißer als das Wasser. Also steht aus dem Temperaturüberschuß eine Wärmeenergie von Q=C⋅ΔT=136 kJ zur Verfügung.
Diese Wärme steckt anfangs im Eisen und wird teilweise zum Wasser fließen. Die extensive Gesamtwärmekapazität des Systems ist Cₜₒₜ = ∑m⋅Cₛₚ = 41.9 kJ/K, also können wir mit den vorhandenen Q = 136 kJ um ΔT=Q/Cₜₒₜ = 3.2 K erwärmen, landen also bei 27+3=30 °C.
Dabei sind 134 kJ vom Eisen ins Wasser geflossen und nur 1.5 kJ (ca 1% der Überschußenergie von 136 kJ) im Eisen verblieben — das entspricht genau dem Verhältnis der extensiven Wärmekapazitäten des Eisens (452 kJ/K) und Wassers (41.4 kJ/K)