Physikaufgabe sorgt für Probleme, kann wer helfen?

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet
Ich bin fast sicher, dass ich die Formel der Wärmeenergie (Q = c * m * [delta]T) benutzen muss...

Ja, das stimmt! Wobei hier vielleicht die Formel für die innere Energie E=c*m*T noch besser passt. Tipp: Berechne die innere Energie von Wasser bei Siedetemperatur + Nudeln bei Zimmertemperatur und setze sie gleich mit der inneren Energie von beiden bei der unbekannten Mischtemperatur.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Masterabschluss Theoretische Physik
hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 20:42

Also
E(h2O) + E (Nudeln) = E (Gesamt)

Sprich: c(h2O) * m(h2O) * T (h2O) + c(Nudeln) * m(Nudeln) * T (Nudeln)

= c(gesamt) + m(gesamt) + T(gesamt)

Diese Formel dann nach T(gesamt) auflösen und man hat die Lösung?

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PhotonX  01.06.2018, 21:10
@hoyohoo

Genau so, super! :) Auf der rechten Seite sollten natürlich Mal-Punkte und keine Pluse stehen, aber ich denke, das ist ein Tippfehler.

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 21:44
@PhotonX

Oh ja, natürlich... XD

Wofür stehen die c's eigentlich in dieser Formel?

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PhotonX  01.06.2018, 21:48
@hoyohoo

Das sind die spezifischen Wärmekapazitäten. Man stellt nämlich fest, dass unterschiedliche Materialien für ein Erwärmung um 1°C unterschiedlich viel Energie brauchen. Wasser braucht zum Beispiel recht viel Energie, Metalle recht wenig. Die c's sind sozusagen Umrechnungsfaktoren von Temperatur auf Energie.

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 21:58
@PhotonX

und was ist dann c(gesamt)? Ist das dann c(wasser) + c(nudeln)?

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PhotonX  01.06.2018, 22:03
@hoyohoo

Gut, dass es dir aufgefallen ist! Da war ich wohl zu unaufmerksam: Richtig sollte es heißen:

c(h2O) * m(h2O) * T (h2O) + c(Nudeln) * m(Nudeln) * T (Nudeln)

= [c(h2O) * m(h2O) + c(Nudeln) * m(Nudeln)] * T(gesamt)

Jedes c geht also mit der entsprechenden Masse, nur die Temperatur ist beiden gemeinsam.

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 22:07
@PhotonX

Alles klar. Vielen Dank.

Ich komme dann bei der Aufgabe auf eine Temp. von 96,71 °C.

Ist das soweit richtig?

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PhotonX  01.06.2018, 22:08
@hoyohoo

Ohne es nachgerechnet zu haben: Scheint mir ein realistisches Ergebnis zu sein!

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 22:18
@PhotonX

Wow, danke, vielen dank.

Aber, die Aufgabe besteht ja aus 2 teilen und bei der b) habe ich nicht mal einen Ansatz :/

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PhotonX  01.06.2018, 22:20
@hoyohoo

Tipp: Du kennst ja jetzt die Temperatur des Wasser/Nudel-Gemischs. Was muss mit der Temperatur passieren, damit es zu sieden anfängt?

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 22:22
@PhotonX

Naja, um knappe 4 Grad steigen. Und weiter?

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PhotonX  01.06.2018, 22:24
@hoyohoo

Dafür braucht es ja Energie, oder? Kannst du berechnen, wie groß diese Energie ist?

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 22:29
@PhotonX

Ich bin nicht sicher. Ich habe halt die Leistung des Herdes, was zudem nur eine Effizienz von 80% hat...

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PhotonX  01.06.2018, 22:30
@hoyohoo

Das ist ja erst mal nicht die Frage. Die Frage ist erst mal nur, wie viel Energie nötig sind, um die Nudeln zum Kochen zu bringen - das dürfte doch unabhängig vom Herd sein, oder?

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 22:42
@PhotonX

Ja schon. Ich weiß nur nicht, welche Formel da nötig ist und in wie fern das Wasser da mitspielt.

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PhotonX  01.06.2018, 22:43
@hoyohoo

Nun, das Wasser muss ja mit erwärmt werden, man kann ja nicht sagen, das Wasser bleibt bei seinen 96°C und die Nudeln nehmen die ganze Energie auf. Tipp: Die von dir ursprünglich vorgeschlagene Formel könnte nun hilfreich sein. ;)

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PhotonX  01.06.2018, 23:05
@hoyohoo

Na nehmen wir doch mal diese Formel her: Q=c*m*dT. Die Energie, die das Herd liefert, verteilt sich auf Wasser und Nudeln: E=Q(h2O)+Q(Nudeln). Und jetzt setze die Formel für Q ein!

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 23:08
@PhotonX

Also E(herd) = (c(h2O) * m(h2O) * 100 Grad Celsius??) + (c(nudel) * m(nudel) * 100 Grad Celsius??)

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PhotonX  01.06.2018, 23:09
@hoyohoo

Wie hoch ist denn bei uns dT (= Delta T)? ;) Müssen die Nudeln denn um 100°C erwärmt werden?

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 23:18
@PhotonX

Also E = (4,2 * 1500 * 3,29) + (1,8 * 150 * 3,29) = 21615,3 Joule

Herd macht 1200W * 0,8 = 960 Watt = 960 Joule / Sekunde.

Also: 21615,3 J / 960 W = 22,5 sek.

Richtig so?

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PhotonX  02.06.2018, 19:27
@hoyohoo

Sorry, habe deinen letzten Kommentar irgendwie übersehen - deine Rechnung stimmt!

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hoyohoo 
Fragesteller
 02.06.2018, 20:28
@PhotonX

Danke für alles. Ich habe es verstanden denke ich. Ich hoffe, falls ich in Zukunft noch mal eine Physikaufgabe habe, dann hilfst du mir wieder :D

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Aufgenommene Wärmemenge (von den Nudeln) = abegebene Wärmemenge (vom kochenden Wasser). Für beides kannst Du eine Gleichung aufstellen, von der Mischungstemperatur Tm ausgehend.

Dabei ist Tm die einzige unbekannte, Du kannst die Gleichung lösen.

> In das kochende Wasser geben Sie 150 g Nudeln

Genau genommen ist die Aufgabe so nicht lösbar, schließlich steht der Topf mit dem Wasser noch immer auf der heißen Platte und bekommt Energie zugeführt.

hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 20:40

Ok, danke. Aber irgendwie hakt es dennoch :/

Das Wasser bekommt also, obwohl es wärmer ist, dennoch Energie von den Nudeln?

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TomRichter  01.06.2018, 20:42
@hoyohoo

Wie kommst Du auf die Idee? Wo ich doch extra schrub: abgegebene Wärmemenge (vom kochenden Wasser)

Das Wasser gibt ab, die Nudel nimmt auf, die Wärmemenge ist in beiden Fällen gleich.

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hoyohoo 
Fragesteller
 01.06.2018, 20:43
@TomRichter

ups, sorry, habe mich verlesen.

Ist die Formel, die ich bei PhotonX geschrieben habe nun die richtige?

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TomRichter  02.06.2018, 00:18
@hoyohoo

Falls Du die derzeit letzte meinst, die mit den 22,5 sek.: Ja, die sieht glaubwürdig aus.

Allerdings hast Du in der ersten Zeile etwas mit den Einheiten geschlampt.

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hoyohoo 
Fragesteller
 02.06.2018, 12:10
@TomRichter

Ja, einmal die 22,5 sek und dann vorher die 96,71 Grad Celsius.

Und ja, ich habe keine Lust gehabt, noch mal alle Einheiten aufzuschreiben... :)

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