Wärmelehre – die besten Beiträge

Die Thermodynamik ist ein ganz besonderer Zweig der klassischen Physik. Sie erklärt die Sonderrolle der „Wärme“, vermittelt uns philosophische Einsichten in das Wesen der Zeit und letztlich aber auch eine ziemlich deprimierende Einsicht…

Eine kurze Darstellung ihrer Entdeckungsgeschichte und der wichtigsten Erkenntnisse

Habe ich einen wichtigen Aspekt vergessen?

Jens 

Sieg des Chaos - Thermodynamik für Anfänger

Die menschliche Körpertemperatur ist ca 36-37°C. Das bedeutet, sie strahlen mit ihrem Metabolismus wärme ab.

Wie viele Menschen brauche ich in einem Raum, um bei 16°C Außentemperatur ohne Heizkörper auf Raumtemperatur (21°C) zu kommen?

Angenommen wir haben einen Raum mit 20qm Fläche und 2,5m Deckenhöhe. Einem Menschen nähern wir als Zylinder der Höhe 1,8m mit Durchmesser von 60-80cm (ich hoffe, das ist authentisch).

Lässt sich das bei konstanter Deckenhöhe verallgemeinern auf eine Dichte von Menschen / qm mit denen ich mir die Heizung in beliebig flächigen Räumen sparen kann?

Die Frage mag seltsam erscheinen, aber ich bin neugierig.

Die Entropie ist ja am höchsten bei dem thermischen Gleichgewicht, heißt wenn alle Teilchen in einem System die gleiche kinetische Energie und Geschwindigkeit haben. Was ist aber gemeint wenn man sagt das da die Unordnung am größten ist?

Mal zur Abwechslung eine unnötige Frage aus der Langeweile heraus..

Ihr kennt doch diese Wasserkocher, bei denen man einstellen kann, wann sie aushören sollen, zu heizen. (z.B. bei 70°C)

Angenommen, ich stehe am Mount Everest (ca. 8800m Seehöhe), wo Wasser schon bei 70°C siedet, und drücke beim genannten Wasserkocher auf 80 °C.

Heizt dieser Wasserkocher dann unendlich lang, bis das Wasser vollständig verdampft ist? Was denkt ihr?

In einem Wäschetrockner wird Feuchte Luft (Relative Feuchte von 85%) mit Hilfe eines Kondensators aus der Maschine als Kondensat bzw. flüssiges Wasser herausgeführt. Der Trocknungsvorgang wird bei p=1,013 bar durchgeführt. Die Feuchte Luft wird im Kondensator von 75 °C auf 25°C herabgekühlt. Berechnen Sie die Masse Wasser die pro kg Luft auskondensiert, unter der Annahme dass der restfeuchte Luftstrom den Kondensator im Sättigungszustand verlässt.

Zusätzlich kam es zu Problemen im Mollier-Diagramm: Ich wollte die Werte für die Enthalpie sowie den Wassergehalt ablesen. Diese sind für T= 25°C x2= etwa 20 g/kg und h2= 76 kJ/kg. Bei 75°C kommt es aber zu keinem Schnittpunkt mit der bereits bekannten Luftfeuchte von 80%, wie soll ich so die anderen Werte ablesen können?
Zu der anfänglichen Aufgabe kam ich auf 0,278 kg Wasser pro kg Luft aber ich weiß überhaupt nicht mehr wie ich das berechnet hatte, ich weiß nur das es richtig war. Ich hoffe jemand kann helfen. Vorab schonmal vielen Dank und ich hoffe meine Problematik war verständlich. 1. Wie lese ich das h-x-Diagramm ohne Schnittpunkt von T und phi und 2. Wie errechnete ich diese Masse? LG

Ich habe mir solch ein Thermometer gebaut:

https://www.simplyscience.ch/kids/experimente/selbstgebautes-thermometer

Mit der Zeit wird das Wasser ja verdunsten, da der Strohhalm oben offen ist. Ein Tropfen Öl obendrauf könnte dagegen helfen. Den Strohhalm oben mit Knete zu verschließen würde das Verdunsten verhindern, aber ein neues Problem schaffen: Bei steigender Temperatur und aufsteigender Wassersäule würde sich dann in dem geschlossenen Strohhalm oberhalb der Wassersäule ein Druck aufbauen, der von oben auf die Wassersäule drückte, sodass die Wassersäule nicht mehr linear pro Temperaturänderung hochsteigen würde.

Wie lösen die Flüssigkeitsthermometer im Handel, die ja geschlossen sind, dieses Problem?

Bonusfragen:

1. Warum füllen die in der Anleitung die Wasserflasche bis zum Anschlag mit Wasser? Wäre es nicht besser, möglichst wenig Wasser zu verwenden, also z. B. nur so viel Wasser zu verwenden, dass sich der Strohhalm gerade komplett mit Wasser füllen könnte? Da Luft eine viel niedrigere Wärmekapazität hat als Wasser wird sie schneller die Umgebungstemperatur annehmen und umso weniger Wasser vorhanden ist umso schneller wird es ebenfalls die Umgebungstemperatur annehmen. Insgesamt wird das Thermometer umso schneller reagieren, je weniger Wasser verwendet wird. Warum also die Flasche komplett auffüllen?

2. Welche Temperaturbereiche können mit Flüssigkeitsthermometern maximal gemessen werden?

Ich hab grade warmes Wasser in den Gefrierschrank getan in diese Eiswürfelschablonen. Ich hoffe es wird zu Eis.

Verstößt der Treibhauseffekt gegen den 2. HS der Thermodynamik?

Die Atmosphäre kann eigentlich gar nicht die Erdoberfläche erwärmen, weil sie kälter als die Oberfläche ist. Wärme fließt aber immer von warm zu kalt und nie umgekehrt, das besagt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Ist der Klimawandel also nur gelogen?

Guten Abend,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die folgende Aufgabe zu verstehen. 🙋‍♂️ Ich bin leider auf ein falsches Ergebnis gekommen.

Die spezifische Wärmekapazität von Gold beträgt ein Drittel derjenigen von Kupfer. Mit einer bestimmten Menge Qo an Wärmeenergie lassen sich 2 kg Gold von 20 °C auf 74 °C erwärmen. 

Welche Temperatur erreicht ein Kupferblock einer Masse von 3 kg, wenn ihm die selbe Wärmeenergie Qo bei der Ausgangstemperatur von 20 °C zugeführt wird?

• Ich habe einfach für Gold und Kupfer jeweils eine spezifische Wärmekapazität angenommen.
• Hierbei habe ich das in der Aufgabe genannte Verhältnis beachtet.
• Nun habe ich die Wärmeenergie Q0 berechnet.
• Da die Wärmeenergie Q0 ja auch Kupfer zugeführt wird, habe ich die Differenz der Temperatur von Kupfer berechnet, indem ich u.a. den Wert von Q0 verwendet habe.
• Leider bin ich auf 56° C gekommen, was falsch ist.
• Die richtige Lösung ist hier 32° C.
• Ich weiß leider noch nicht, wo mein Fehler ist.

Guten Abend 🌆,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die folgende Aufgabe zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten 🙋‍♂️

Auf einer Außenstation wird Wasser aus einem Thermalbrunnen gewonnen. Das Wasser hat eine Entnahmetemperatur von 20 °C.

Wie lange benötigt ein Tauchsieder mit einer Leistung von 1,4 kW um 2 l dieses Wassers unter Normbedingungen zum Sieden zu bringen wenn man CWasser ≈ 4,2 J/(g · K) annimmt und Wärmeverluste während des Erhitzens vernachlässigt?

Wählen Sie eine Antwort:

A: 2 min

B: 4 min

C: 6 min

D: 8 min

E: 10 min

• Ich weiß, dass 1 Wh = 3,6 Joule entsprechen und 1 kWh = 3.600 kJ sind.
• Jedoch ist hier ja in dieser Aufgabe nur 1,6 kW gegeben.
• Wie geht man hier am besten vor, um die Aufgabe zu lösen?

Warum ist die Wärmekapazität von Gasen stark abhängig von der Temperatur? Ist die Begründung dafür nur, dass Gase zusätzliche Energie für Rotationsvorgänge aufnehmen (Schwingungen)?

Was ist eine Verdunstung?

Wann findet eine Verdunstung statt?

Hi,

wann ist die Temperaturveränderung am größten?

wenn spezifische Kapazität klein ist oder?

gibt es auch andere Faktoren?

spielt Aggregatzustand eine Rolle?

danke im Vorsus

Finde den Fehler (Ist keine Hausübung, nur mein Gedanke, welcher mich verwirrt):

"Der zweite Satz der Thermodynamik besagt, dass es unmöglich ist, einen Prozess zu konstruieren, der die gesamte zugeführte Wärme in Arbeit umwandelt, ohne dass dabei ein Teil der Wärme an eine niedrigere Temperatur abgegeben wird. Ich habe jedoch einen Weg gefunden Wärme vollständig in Energie umzuwandeln! Ein Gas befinde sich in einem Kasten mit dem Volumen V und der inneren Energie E. Ich führe dem Gas die Wärme ΔQ zu, sodass dessen innere Energie nun E + ΔQ beträgt. Das Gas wird nun adiabatisch und quasistatisch auf ein größeres Volumen expandiert, bis die Arbeit die das Gas dadurch geleistet hat, genau delta Q beträgt. Nun habe ich alle zugeführte Wärme vollständig wieder in Arbeit umgewandelt."

Angenommen, wir haben einen Kubikmeter Luft mit 30°C.

Wie viel kg Eis mit -20°C wären notwendig, um diesen Kubikmeter Luft auf 25°C abzukühlen?

Tatsächlich ist das keine Schulaufgabe, sondern eine Frage, die ich mir selbst gestellt habe. Ich freue mich sowohl über konkrete Antworten, sowie eine kurze Zusammenfassung, wie ich das ausrechnen würde.

Vielen Dank im Voraus!