Technisches Verständnis / Physikfrage?
Fall: Ein Kupferdraht von 1m Länge wird auf 50°C erhitzt. Ein zweiter Kupferdraht von 1m Länge ist 3°C warm. Welcher Kupferdraht ist schwerer?
Ich verstehe nicht warum nicht beide gleich schwer sein sollen. Die Temperatur hat einen Einfluss auf die Dichte des Drahtes, aber doch nicht auf die Masse?
4 Antworten
> Welcher Kupferdraht ist schwerer?
Natürlich der, der bei Raumtemperatur dicker ist. Steht ja nirgends, dass es zwei gleiche Kupferdrähte sein sollen ;-)
Wenn die Drähte gleich sind: Der bei 3 °C ist schwerer, denn an ihm kondensiert Wasser ;-)
Auch vieles andere steht nicht da. Wenn wir annehmen, dass beide Drähte bei selber Temperatur gleich lang und gleich dick seien, vereinfacht sich die Frage.
1) Ist die Masse gefragt, oder das scheinbare Gewicht? Durch die Ausdehnung ändert sich der Auftrieb bei Messung in Luft.
2) Falls es um die Masse geht: Führt Energiezufuhr (Wärme) zu einer Erhöhung der Masse? Ja, wenn auch bei Erwärmung auf 50 °C eher nicht messbar.
https://www.einstein-online.info/explandict/masse-energie-aequivalenz/
Das ist typisch für eine unpräzise gestellte Frage.
Grundsätzlich hast du Recht. Wenn du 2 Drähte hast, die 1 m lang sind, bleiben sie gleich schwer, auch wenn du einen davon erwärmst.
Wenn es jetzt aber 30⁰ C hat, und der andere Draht ist 3⁰ und 1 m lang, ist der schwerer. Würde sich dieser bisher kältere Draht auch auf 30⁰ erwärmen, würde er sich ausdehnen und wäre länger als 1 m. Und demzufolge schwerer als der andere Draht.
Wird der Draht aber zuerst auf Temperatur gebracht, und dann auf 1 m länge geschnitten, ist das Gewicht von der Temperatur abhängig. Kälterer Draht = schwerer
Die Antwort war sehr Hilfreich. Danke! Ich wollte gerade sagen, dass die Ausdehnung und damit der Dichteuntreschied doch nicht die Masse ändert. Aber bedenkt man, dass der heißere und damit ausgedehnte Kupferdraht nur 1m lang ist und es abgekühlt wohl kürzer ist als der andere Draht, ist der nicht erhitzte Draht mit 1m Länge logisch schwerer
Das ist eine Scherzfrage.
Leider ist die Aufgabenstellung unpräzise. Wenn du davon ausgehst, dass die beiden Drähte anfangs die gleiche Temperatur hatten und beide dabei 1 m lang waren, dann ändert sich natürlich an der MASSE und damit am Gewicht (an der Gewichtskraft) der beiden Drähte nichts.
Ansonsten macht diese Frage keinen Sinn.
Der Kupferdraht, der auf 50°C erhitzt wurde, wird schwerer sein als der Kupferdraht, der nur 3°C warm ist. Dies liegt an der thermischen Ausdehnung des Materials. Wenn der Draht erwärmt wird, dehnt er sich aus und wird leichter, da seine Dichte abnimmt. Daher wird der auf 50°C erhitzte Draht leichter sein als der bei 3°C erwärmte Draht mit derselben ursprünglichen Länge von 1 Meter.