Physik Aufgabe bitte um Hilfe?
Guten Abend ich bräuchte Hilfe bei einer Physik Aufgabe bei diesem Thema bin ich wirklich am verzweifeln und würde mich um eine Lösung freuen 😊
Du möchtest eine tief gefrorene Suppe (1,0 kg) auf tauen und dann zum Sieden bringen. Dazu stellst du einen Topf mit der gefrorenen Suppe (0°C) auf eine 1000-Watt-Herdplatte. (Die Platte gibt in jeder Sekunde 1000 J Energie ab. Suppe besteht im We sentlichen aus Wasser.)
a) Berechne, wie lange es mindestens dauert, bis die Suppe siedet (,,kocht").
b) Wie viel elektrische Energie hättest du sparen können, wenn du die Suppe bei Zimmertemperatur (20 °C) aufgetaut hättest? Begründe rechnerisch.
1 Antwort
Tiefgekühlte Suppe hat üblicherweise eine Temperatur von -18°C. Wir müssen sie erstmal um 18 K erwärmen. Die spezifische Wärmekapazität von Eis ist 2,060 kJ/(kg·K). Für 1 kg Suppe und 18 K brauchen wir also 37,1 kJ.
(Es kann sein, dass der Aufgabensteller nicht an diesen Schritt gedacht hat, dann müsste man diese Energie weglassen.)
Dann muss die Suppe geschmolzen werden, die Schmelzwärme ist 333,5 kJ/kg, also brauchen wir 335,5 kJ für 1 kg Suppe.
Dann muss die Suppe um 100 K erwärmt werden. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist 4,2 kJ/(kg·K), also brauchen wir 420 kJ.
Insgeamt brauchen wir also etwa 800 kJ. 1 kW Leistung sind 1 kJ/s, es dauert also 800 s, das sind etwa 13 Minuten.
Mit dem selben Verfahren kann man die Energie für eine Erwärmung von 20°C auf 100°C berechnen. Bei 4,2 kJ/(kg·K), 1 kg und 80 K sind das 336 kJ.