Wärmetransport

[Lady_IQ]

Hey Leutz, ich brauche mal eure Hilfe bei folgenden Aufgaben:
Bitte mit Formeln und Ansätzen schreiben, dann würde ich das alles besser verstehen. Danke ! 

Lady :cool:

1. In einem dünnwandigen Gefäß befindet sich Blei der Masse m= 0,4 kg und der Temperatur T1= 37°C

Beim Erhitzen mit einem Bunsenbrenner der pro Minute die Wärmeenergie 5KJ abgibt an das Blei, beobachtet man nach 3 min den Anfang und nach einer weiteren Minute die Vollständigkeit des Schmelzvorgangs bei 327°C

a) Welche Wärmeprozesse liegen vor ?
b) Berechne die spezifische Wärmekapazität für Blei !
c) Berechne die spezifische Schmelzwärme für Blei !

2. Bei jedem Vollbad (Badewanne) treten Wärmeverluste auf.

a) Erläutere, in welcher Weise diese auftreten !
b) Im Badewasser treten daher Temperaturunterschiede auf. Erläutere, warum sich diese von selbst nur langsam ausgleichen.

3. Erläutere mit dem Teilchenmodell den gasförmigen Zustand eines Körpers.
(Kurze Sätze, stichwortartig)

4. Zeichne den Energiekreis für einen Kühlschrank und beschrifte dessen
Einzelteile.

5. Eine Badewanne soll mit 80l Wasser und für eine Temperatur T= 34°C
zubereitet werden. Welche kalte Wassermenge m1 der Temperatur T1= 14°C
und welche heiße Wassermenge m2 der Temperatur T2= 94°C wird dafür benötigt (wenn Wärmeverluste dabei nicht berücksichtigt werden) ?

[mp67]

zu 1.) a)bis zum Erreichen der Schmelztemperatur: Aufheizen des Festkoerpers, bei Ts isothermes Schmelzen.

b) und c) sind aus den Angaben nicht berechenbar.

zu 2.) Waerme geht durch Verdunstung, Abstrahlung und Waermeleitung an die umgebende, kaeltere Luft verloren. Zweite Frage ist merkwuerdig/unphysikalisch. Langsam verglichen mit was?

zu 3.) Welche Eigenschaft soll m.H. des Modells erklaert werden? Alle?

zu 4.) Skizze:
http://www.gharapna.com/new/articles/Appliances/images/Refrig1.jpg

zu 5.) Tmisch= (m1*T1+m2*T2)/(m1+m2)

Micha.

[nobody]

zu 3.)
ganz einfach gesagt befinden sich die Teilchen
(in gasförmigen Aggregatzustand) auf Grund der ihnen zugeführten Energie in heftiger Bewegung.Und deshalb können sie dem flüssigen Zustand "entfliehen".
Bei der Nummer mit dem Kühlschrank muss ich mal gucken, ob ich das noch hinkrieg.

[nobody]

Da war mp67 wohl schneller :( ;) :) .

[Lady_IQ]

So hab die ganzen aufgaben editiert und verfeinert und detailiert und mit Angaben neu editiert, also könntet ihr euch noch mal an die obigen Aufgaben widmen ? :)
Danke !

BYe BYe Lady :cool:

[kleinerChemiker]

Also das mit der spezifischen Wärmekapazität des Bleis, das ist nicht so schwer! Wenn die T des Bleis nach 3min Erwärmen von 37°C auf 327°C steigt, so lässt sich die Aufgenommene Wärmemenge laut der Formel Q=m*c*ΔT berechnen! ΔT=327-37=290K

Andererseits, wenn die Bunsenbrennerflamme eine Wärmemenge Q von 5kJ pro Minute zuführt, dann werden dem Blei in 3min eine Wärmemenge von 5kJ*3 zugeführt, das muss man jetzt nur noch mit obiger Formel gleichsetzen und es folgt:

15kJ=0,4kg*c*290K => c=129,3J/(kgK)

Die Schmelzwärme ist 5kJ, weil eine Minute lang erwärmt wird, also 5kJ zugeführt werden und dabei die T nicht steigt, sondern alles gebraucht wird, um das Blei zu schmelzen => ΔH Schmelz=5kJ

Und das mit der Mischtemp., das stimmt da nicht ganz!

WEnn man zwei Mengen Wasser zusammen mischt, dann gibt das wärmere an das kältere Wasser Wärmeenergie Q ab und genau diesen Betrag der Wärmeenergie Q nimmt das kältere Wasser auf, wobei sich dann ein Gemisch der beiden Wassermengen ergibt, mit homogener Temp. (Entropie!)

Also gilt folgendes:

m1•c•(TMisch-T1)=m2•c•(T2-TMisch)

=> m1•(TMisch-T1)=m2•(T2-TMisch)

Nebenbei gilt die Bedingung, dass die beiden Wassermassen zusammen 80l also auch 80kg ergeben sollen!

Also muss gelten: m1+m2=80 => m1=80-m2

Das eingesetzt in die obige Formel für jedes m1 ergibt dann:

(80-m2)•(34-14)=m2•(94-34)

(80-m2)•20=m2•60

1600-20m2=60m2 => m2=1600/80

m2=20kg => m1=80-20=60kg



Gruß! Peter

[nobody]

Du mußt allerdings auch bei der Schmelzwärme die Masse des Bleis berücksichtigen, also QS = 5kJ/0,4kg = 12,5 kJ/kg.

Da meine Tafelwerke aber sagen, QS = 24-26 kJ/kg, müßte das Schmelzen ja eigentlich 2 Minuten dauern, oder:confused: