aufgabe zur wärmelehre < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:30 So 25.09.2005 | | Autor: | fertig |
Lieber Leser,
bei folgender Aufgabe brauche ich dringend Hilfe:
Aufgabe: Ein Mauerstein mit der Masse 2,4 kg fällt aus einer Höhe von 26m herab und trifft mit einer Geschwindigkeit von 18ms auf der Erdoberfläche auf. Berechnen Sie die Temperaturerhöhung, die durch die Umwandlung von mechanischer Energie während des Fallens durch Reibung in Wärme hervorgerufen wird. (Die Energieabgabe an die Umgebung wird dabei vernachlässigt.)
Rechnung: geg.: m= 2,4 kg
h= 26m
v= 18ms
ges: Temperaturerhöhung
Lös.: Q= c*m*(Temperaturerhöhung)
Q= (m:2)*v²
Temperaturerhöhung=(m*v²): (2*c*m)
= (2,4 kg *(2,6m 18ms)): (2*2,4kg*0,9)
= 1213,1 Kelvin
Ist das ergebnis 1213,1 K richtig? Wenn nicht, wie müsste man es dann rechnen?
mfg fertig
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(Antwort) fehlerhaft  | | Datum: | 11:01 So 25.09.2005 | | Autor: | Infinit |
Hallo fertig,
Deine Überlegungen sind schon richtig, wenn auch die Aufgabe recht ungenau gestellt ist, denn es dürfte sehr schwer sein, die Temperaturerhöhung des Steines durch die Reibung während des Fallens an der Luft zu bestimmen. Gemeint ist hier wohl eher, dass die kinetische Energie des Steines beim Aufprall auf die Erde in Wärmeenergie umgesetzt wird. Deine Überlegungen sind soweit okay, allerdings scheint mir der Wert für die Wärmekapazität des Steines viel zu gering zu sein. Außerdem ging so einiges schief beim Einsetzen der Zahlen in Deine letzte Gleichung. Das Ergebnis kann kaum stimmen, denn sonst würde der Stein schon leicht anfangen, zu glühen.
Viele Grüße,
Infinit
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:35 So 25.09.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo fertig
Dein Überlegung und deine Rechnung ist falsch. Der Stein fällt durch die Luft und erwärmt sich dabei durch Reibung. (Denk an die glühenden Hitzeschilde von wiedereintretenden Raumkapseln oder meteoriten!
Am Anfang hat er Lageenergie, die du aus der Höhe ausrechnest. Die kinetische Energie am Ende kannst du auch berechnen. Sie ist kleiner als die Lageenergie! Der Unterschied MUSS in Wärmeenergie umgesetzt worden sein! also rechne die Differenz aus und das ist dann dein Q, das du durch c*m dividieren musst.
(Dass c für Steine klein ist, verwundert immer wieder viele Leute, da viele nur die sehr hohe spez. Wärme von Wasser kennen.)
Nur so wie oben beschrieben, macht es Sinn zu rechnen
Aber deine Rechnung ist auch nach deinen Überlegungen sinnlos! Du multiplizierst ein Zehntel der Höhe mit der Endgeschwindigkeit! a) das ergibt auch von der Dimension [mm] kg*m^{2}/s [/mm] keine Energie!! und wie du darauf kommst ist mir völlig schleierhaft.
WENN du die kin. Energie des Aufpralls in Wärme umrechnen wolltest dann wirklich [mm] 2,4/2kg*(18m/s)^{2}. [/mm] Aber in Wirklichkeit hat man dabei i.A. keine Umsetzung in Wärmeenergie, sndern Verformung der Aufprallstelle und oder Zerstörung des Steins . Beim Fallen mit Reibung gibts wirklich nur Wärmeenergie, allerdings geht auch ein Teil an die Luft, aber der größere Teil an den Stein, so dass die Rechnung nicht ganz unsinnig ist.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:11 So 25.09.2005 | | Autor: | fertig |
hALLO LEDUART,
ist die lösung dann 2,4/2kg*(18m/s)²
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:13 Mo 26.09.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
> ist die lösung dann 2,4/2kg*(18m/s)²
Das ist falsch! Und es ist die kin Energie, die der stein beim Aufprall hat! und die wird gerade NICHT in Wärme verwandelt!!
Ich hab den Eindruck, du hast nur eine Zeile in meinem Schrieb gelesen, weil da ne Formel drin stand! Lies dir doch noch mal durch, was ich geschrieben hab, und wenn dus nicht kapierst stell dazu Fragen!
Gruss leduart
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