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| Aufgabe | Eine aus d=5mm dicken Eisenstäben der Länge a=1m zusammengeschweißter quardratischer Rahmen wird bei Zimmertemperatur (T=20 ° C) mit v= 20 m/s in ein scharf begrenztes, homogenes magnetfeld der Stärke B=2T gestoßen. Die Feldlinien des Magnetfeldes stehen senkrecht auf der Raumfläche, also parallel zur Flächennormalen.
Welche Temperatur hat das Eisen unmittelbar nach dem Experiment? Der Rahmen wird danach mit derselben Geschwindigkeit wieder aus dem Feld herausgerissen. Welche Temperatur her er dann? Der sepz. Widerstand von Eisen beträgt [mm] p_{SW}=0.1 \Omega mm^2 [/mm] / m , die Massendichte [mm] p_{M}= [/mm] 7874 [mm] kg/m^3 [/mm] und die spez Wärmekapazität c=449 J/kg K. |
Hallo!
Ich könnte jetzt den Widerstand oder die Spannung oder die Masse des Rahmens bestimmen, doch mir ist leider der Zusammenhang mit der Temperatur nicht bekannt.
Alle Fromeln die ich gefunden habe, beinhalten weitere Unbekannte die ich aus den bekannten Daten nicht bestimmen kann, wie
[mm] c=\bruch{Q}{m \deltaT} [/mm] hier weiß ich nicht wie ich Q bestimmen kann
[mm] R_x [/mm] = [mm] R_{20}*(1+\alpha(R_x-R_{20})) [/mm] hier kenne ich [mm] \alpha [/mm] nicht und ich soll die angegebenen Daten benutzen.
Ich würde mich sehr über etwas Hilfe freuen!
Danke!
Beste Grüße
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Hallo!
Wenn du Widerstand und Spannung berechnen kannst, kannst du auch den fließenden Strom berechnen. Und damit kommst du auf die Leistung, bzw über die Dauer des Vorgangs auf die Energie, die in Wärme umgewandelt wurde. Mit dem gegebenen C kannst du daraus die Temperaturänderung berechnen. Da du nichts über die Temperaturabhängigkeit des Widerstands gegeben hast, kannst du davon ausgehen, daß R konstant ist.
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Hallo!
Danke schonmal!
Dann kann ich die Wärme mit [mm] Q=P*\Delta [/mm] t berechnen. [mm] (\Delta [/mm] t: Zeit des "Bewegens" des Rahmens)
Und anschließend die Temperaturänderung mit [mm] Q=c*m*\Delta [/mm] T [mm] (\Delta [/mm] T: Temperaturänderung)
Aber wie lange dauert es denn den Rahmen in das Feld zu bringen? Nur so lange bis er komplett drin ist? Also [mm] \Delta t=\bruch{Stecke}{Geschwindingkeit}=\bruch{1m}{20 m/s}=0,05s [/mm] ?
Herzlichen Dank!
Beste Grüße
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Hallo!
genau. Ich verstehe die Aufgabe so, daß der Rahmen mit konstant 20m/s rein geschoben wird. Beim Rausziehen kommt dann nochmal die gleiche Temteraturerhöhung dazu.
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