Problem mit Physikaufgabe

Ishildur

Hallo zusammen
Ich habe folgende Physikaufgabe:

Eine Porzelantasse mit einer Masse von 120g hat eine speziefische Wärmekapazität von 800J/kg*K. SIe hat anfangs eine Temperatur von 20°C. Jetzt giessen Sie 1.0dl Teewasser mit einer Temperatur von 80°C in die Tasse. Wie gross ist die Gleichgewichtstemperatur?

Die Grundgleichung der Lösung lautet:
c_wm_w(T_w-T_m) = c_pm_p(T_m-T_p)

Irgendwie kann ich dies überhaupt nicht nachvollziehen. Denn diese Formel geht meiner Meinung nach davon aus, dass am Ende der Tee sowie die Tasse dieselbe Energie haben. Dies ist doch aber nicht korrekt? Bei gleicher Temperatur haben die Tasse sowie der Tee eine unterschiedliche Energie?

Lg Ishildur

Bashar

Ishildur schrieb:

Irgendwie kann ich dies überhaupt nicht nachvollziehen. Denn diese Formel geht meiner Meinung nach davon aus, dass am Ende der Tee sowie die Tasse dieselbe Energie haben.

Nein, sie geht davon aus, dass die Wärme, die vom Tee abgegeben wird, von der Tasse aufgenommen wird. Da stehen Temperaturdifferenzen.

Ishildur

Naja, aber wenn ich diese Formel anschaue, dann sehe ich folgendes:

cw*mw*(Tw-Tm) = Q
cp*mp*(Tm-Tp) = Q

Wenn ich die beiden Formeln nun gleichsetze, dann bedeutet doch dies, dass die gespeicherte Wärme gleichsetze und das ist doch nicht richtig?

Jan

Was du da hast, sind Differenzen von thermischen Energien.
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Energie

Daniel E.

Ishildur schrieb:

Naja, aber wenn ich diese Formel anschaue, dann sehe ich folgendes:

cw*mw*(Tw-Tm) = Q
cp*mp*(Tm-Tp) = Q

Wenn ich die beiden Formeln nun gleichsetze, dann bedeutet doch dies, dass die gespeicherte Wärme gleichsetze und das ist doch nicht richtig?

Vorsicht, wie Bashar schon schrieb: da stehen Temperaturdifferenzen. Das sagt dir, wenn Du das so interpretieren willst:

Das Wasser gibt eine gewisse Energiemenge ab. Die Tasse nimmt eine gewisse Energiemenge auf. Die abgegebene Menge ist gleich der aufgenommenen. Du kannst auch absolute Energien hinschreiben, dann steht da der Energiesatz:

Vor dem Zusammenschütten:
cw*mw*Tw + cp*mp*Tp = Q_ges

Nach dem Zusammenschütten stellt sich eine gemeinsame Temperatur Tm ein:
cw*mw*Tm + cp*mp*Tm = Q_ges

Ishildur

Ach so, Q ist also in der Formel m*c*ΔT ist also bloss die Energiedifferenz und nicht der Energiebetrag? In diesem Falle verstehe ich die Formel!

Ich habe da noch eine zweite Aufgabe:

Ein Kochtopf aus Aluminium von 1.2Kg ist mit 0.6Kg Wasser teilweise gefüllt und beide zusammen haben eine Temperatur von 75°C. Welche Masse Eis von 0°C muss beigemischt werden, damit die Temperatur von Wasser und Kochtopf auf 30°C sinkt?

Also ich habe echt keine Ahnung, wie ich dies berechnen soll! Denn hier muss ich ja nun auch noch die Temperaturabnahme der Schmelzwärme L_f berücksichtigen?

Bashar

Immer erstmal die Energiebilanz aufstellen. Welche Energien hast du vorher, welche nachher?

Jan

Ishildur schrieb:

Ach so, Q ist also in der Formel m*c*ΔT ist also bloss die Energiedifferenz und nicht der Energiebetrag?

Das ist doch anhand des ΔT eigentlich klar, oder? Stell dir vor du hast einen Topf Wasser und es passiert nichts. Dann wäre ja ΔT=0, aber dass die Wärmeenergie nicht 0 sein kann, sollte klar sein, da man das "Experiment" ja bei verschiedenen Temperaturen durchführen kann, die ja nicht alle die Energie 0 haben können.

Zu deinem anderen Problem:

Qauf = Qab - Qschmelz
Denn es muss zunächst Energie (Qschmelz) aufgebracht werden um das Eis zu schmelzen.

etwas wärme wird auch an die luft abgegeben. :p