Übungsaufgaben zur Wärmeberechnung
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Übungsaufgaben zur Wärmeberechnung
Wärme ist zu einem ein Zustand - Energie, die in der Lage ist Arbeit zu verrichten. Zum anderen ist es Arbeit - also ein Vorgang, bei dem ...
Formelzeichen der Wärme: Q, die Einheit ist J (Joule) bzw. kJ
Berechnung (eine der Grundgleichungen der Wärmelehre = Thermodynamik): , aber auch
c - spezifische Wärmekapazität (Stoffkonstante Einheit
m - Masse des Stoffes (meist in kg)
Temperaturdifferenz in K (Kelvin), wobei z.B. der Unterschied zwischen 10 °C und 25 °C auch 15 K beträgt.
Die Gleichung umzustellen ist ja nicht wirklich schwer:
Betrachte 40=4*2*5 und dann siehst du (hoffentlich)
1. Es werden 15 l Wasser von 14 °C auf 38 °C erwärmt. Wie groß ist die benötigte Wärme?
geg:
m = 15 kg (* l = kg, weil Wasser, ansonsten müsste die Dichte einbezogen werden)
Δ T = 24 K (* 38 - 14)
ges: Q in kJ
Lösung:
Die benötigte Wärme beträgt 1,51 MJ.
Unten benannter Fehler wurde korrigiert.
2. Quecksilber wird von -20 °C auf 60 °C mit einer Wärme von 15 kJ erwärmt. Wie viel Quecksilber war das?
geg:
Q = 15 kJ
Δ T = 80 K
ges m in kg
Lösung:
Es waren 1,34 kg Quecksilber, die erwärmt wurden.
3. Es sollen 16 kg Öl mittels 1500 J erwärmt werden. Welche Ausgangstemperatur müsste das Öl gehabt haben, wenn die erreichte Temperatur bei 79 °C liegt?
geg:
m = 16 kg
Q = 1 500 J = 1,5 kJ
T2 = 79 °C
ges: T1 (vorher Δ T)
Lsg:
Die Ausgangtemperatur ist damit 78, 952 °C gewesen.
(Anmerkung: mit Q = 1500 kJ, wäre die Differenz rund 31,4 °C gewesen).
Achtung: Die obige Gleichung kann nur dann Anwendung finden, so lange sich der Aggregatzustand nicht ändert, ebenso sind die Besondertheiten bei Gasen zu beachten.)
Werte für die spezifische Wärmekapazität verschiedener Stoffe --> hier <--