5 Beispiele für Hitzeprobleme
1. Zinn mit einer Masse von 2 Kilogramm hat eine spezifische Wärmekapazität von 130 J· kg⁻¹ · K⁻¹ . Die Wärmemenge, die Zinn aufnimmt, um seine Temperatur von 50 ° C auf 100 ° C zu erhöhen, beträgt….
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Masse (m) = 2 kg
Spezifische Wärmekapazität von Zinn (c) = 130 J· kg⁻¹ · C⁻¹
Temperaturänderung (ΔT ) = 100 ° C – 50 ° C = 50 ° C
Frage: Wärmemenge (Q), die von Zinn absorbiert wird
Antwort:
Wärmeformel:
Q = mc Δ T
Beschreibung: Q = Wärme, m = Masse, c = spezifische Wärmekapazität, ΔT = Temperaturänderung
Von Zinn absorbierte Wärme:
Q = (2 kg)(130 J.kg -1 C -1 )(50 o C)
Q = (100)(130)
Q = 13000 Joule
Q = 1,3 x 10³ Joule
2. Kupfer mit einer spezifischen Wärmekapazität von 390 J kg⁻¹ ° C⁻¹ erfährt eine Temperaturänderung von 40 ° C . Wenn die vom Kupfer während dieser Temperaturänderung aufgenommene Wärme 200 Kalorien beträgt, dann ist die Masse des Kupfers …
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Spezifische Wärmekapazität von Kupfer (c) = 390 J kg -1 o C -1
Temperaturänderung (ΔT ) = 40 ° C
Wärme (Q) = 40 Joule
Frage: Masse (m) des Kupfers
Antwort:
Q = mc Δ T
40 = (m)( 390 )(40 o C)
40 = (m)(390 )(40)
40 = (m)( 390 )(4)
40 = (m)( 1560 )
m = 40 / 1560
m = 0,026 kg
Die Masse des Kupfers beträgt 26 Gramm.
3. Wasser mit einer Masse von 20 Gramm und einer spezifischen Wärmekapazität von 1 cal g⁻¹ ° C⁻¹ hat anfänglich eine Temperatur von 30 ° C . Bestimmen Sie die Temperaturänderung des Wassers, wenn die vom Wasser aufgenommene Wärmemenge 300 Kalorien beträgt!
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Masse (m) = 20 gr
Anfangstemperatur (T 1 ) = 30 ° C
Spezifische Wärmekapazität von Wasser (c) = 1 cal gr -1 o C -1
Wärme (Q) = 300 cal
Gefragt: Veränderungen der Wassertemperatur
Antwort:
Q = mc Δ T
Q = mc (T 2 – T 1 )
300 cal = (20 gr)( 1 cal gr -1 o C -1 )(T 2 – 30 o C)
300 = (20)(1)(T 2 – 30)
300 = 20 (T 2 – 30)
300 = 20 T 2 – 600
300 + 600 = 20 T 2
900 = 20 T 2
T 2 = 900 / 20
T₂ = 45 ° C
Temperaturänderungen:
ΔT = 45 ° C – 30 ° C
ΔT = 15 ° C
4. Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 4 kg einer Flüssigkeit mit einer spezifischen Wärmekapazität von 500 J/kg K von 40 °C zu senken. oC wird zu 20 oC ist…
A. 20 kJ
B. 30 kJ
C. 40 kJ
D. 50 kJ
E. 60 kJ
Diskussion:
Ist bekannt :
Masse (m) = 4 kg
Spezifische Wärmekapazität (c) = 500 J/kg K = 500 J/kg Co
Temperaturänderung (ΔT) = 40 oC - 20 oC = 20 °Co
Gefragt :
Wärme (Q)
Jawab :
Wärmeformel :
Q = (m)(c)(delta T)
Q = (4)(500)(20) = 40.000 Joule = 40 kJ
kJ = Kilojoule
Die richtige Antwort ist C.
5. Ein fester Körper mit einer Masse von 2 kg wird von einer Temperatur von 30 °C erwärmt.oC wird zu 100oC benötigt 7 × 10 Wärme5 Joule. Die spezifische Wärmekapazität des Objekts beträgt…
A. 400 J/kg K
B. 500 J/kg K
C. 700 J/kg K
D. 1000 J/kg K
E. 5000 J/kg K
Diskussion:
Ist bekannt :
Masse (m) = 2 kg
Wärme (Q) = 7 × 105 J = 700.000 J
Temperaturänderung (ΔT) = 100 oC - 30 oC = 70 °Co
Gefragt :
Spezifische Wärmekapazität (c) ?
Jawab :
c = Q / m T
c = 700.000 J / (2 kg)(70 °Co) = 700.000 J / 140 kg Co
c = 5000 J/kg Co
c = 5000 J/kg K
Die richtige Antwort ist E.
