Beispiel für Hitzeprobleme

5 Beispiele für Hitzeprobleme

1. Zinn mit einer Masse von 2 Kilogramm hat spezifische Wärme 130 J·kg^-1C^-1Die Anzahl der Kalor die das Zinn absorbiert, um seine Temperatur von 50 zu erhöhen^oC bis 100^oC ist….

Diskussion

Es ist bekannt, dass:

Masse (m) = 2 kg

Spezifische Wärmekapazität von Zinn (c) = 130 J/kg^-1C^-1

Temperaturänderung (ΔT) = 100^oC - 50^oC = 50^oC

Gefragt: von Zinn absorbierte Wärme (Q)

Antwort:

Wärmeformel:

Q = mc ΔT

Beschreibung: Q = Wärme, m = Masse, c = spezifische Wärmekapazität, ΔT = Änderung suhu

Von Zinn absorbierte Wärme:

Q = (2 kg)(130 J.kg^-1C^-1) (50^oC)

Q = (100)(130)

Q = 13000 Joule

Q = 1,3 x 10⁴ joule

2. Kupfer mit einer spezifischen Wärmekapazität von 390 J/kg^{-1 °C}C^-1 erlebten eine Temperaturänderung von 40^oC. Wenn die von Kupfer während seiner 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 °C}C^-1

Temperaturänderung (ΔT) = 40^oC

Wärme (Q) = 40 Joule

Gefragt: Masse (m) von Kupfer

Antwort:

Q = mc ΔT

40 = (M)(390) (40^oC)

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 hat eine Masse von 20 Gramm und eine spezifische Wärmekapazität von 1 cal/g.^{-1 o}C^-1 anfänglich bei einer Temperatur von 30^oC. Bestimmen Sie die Änderung der Wassertemperatur, wenn die vom Wasser aufgenommene Wärmemenge 300 Kalorien beträgt!

Diskussion

Es ist bekannt, dass:

Masse (m) = 20 gr

Anfangstemperatur (T₁) = 30^oC

Spezifische Wärmekapazität von Wasser (c) = 1 cal g^{-1 o}C^-1

Wärme (Q) = 300 cal

Gefragt: Änderungen der Wassertemperatur

Antwort:

Q = mc ΔT

Q = mc (T₂ - T₁)

300 Kalorien = (20 Gramm)(1 cal g^{-1 o}C^-1)(T₂ - 30^oC)

300 = (20)(1)(T₂ - 30)

300 = 20 (T₂ - 30)

300 = 20 T₂ - 600

300 + 600 = 20 T₂

900 = 20 T₂

T₂ = 900 / 20

T₂ = 45^oC

Temperaturänderungen:

ΔT = 45^oC - 30^oC

ΔT = 15^oC

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 C^o
Temperaturänderung (ΔT) = 40 ^oC - 20 ^oC = 20 °C^o
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 100^oC 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 °C^o
Gefragt :
Spezifische Wärmekapazität (c) ?
Jawab :
c = Q / m T
c = 700.000 J / (2 kg)(70 °C^o) = 700.000 J / 140 kg C^o
c = 5000 J/kg C^o
c = 5000 J/kg K
Die richtige Antwort ist E.