Wärmelehre - innere Energie, Physikübungen

Änderung der inneren Energie durch Wärme oder Arbeit, Wärmeübertragung, Schmelz- und Verdampfungswärme - Lehrplan - 22 Aufgaben in 5 Levels

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    s = 334 kJ/kg
  • Allgemeine Hilfe zu diesem Level
    Schmelzwärme: ΔQ = s · m
    Verdampfungswärme: ΔQ = r · m
  • Beispiel
    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
  • Hilfe zum Thema
    Schmelzwärme
    Die spezifische Schmelzwärme \(s\) eines Materials sagt aus, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm des Materials bei seiner Schmelztemperatur \(\vartheta_s\) zu schmelzen. (Analog: Wie viel Energie frei wird, wenn ein Kilogramm des Materials erstarrt.)
    Beispiele (bei Normaldruck):
    Material\(\vartheta_s\) \(s\)
    Eis0 °C334 kJ/kg
    Kupfer1085 °C205 kJ/kg
    Wachs60 °C174 kJ/kg
    Aluminium660 °C398 kJ/kg


    Verdampfungswärme
    Die spezifische Verdampfungswärme \(r\) eines Materials sagt aus, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm des Materials bei seiner Siedetemperatur \(\vartheta_r\) zu verdampfen. (Analog: Wie viel Energie frei wird, wenn ein Kilogramm des Materials kondensiert.)
    Beispiele (bei Normaldruck):
    Material\(\vartheta_r\)\(r\)
    Wasser100 °C2256 kJ/kg
    Eisen2750 °C6260 kJ/kg
    Aluminium2467 °C10 900 kJ/kg
    Quecksilber357°C295 kJ/kg
  • Weitere Hilfethemen

Aufgabe

Aufgabe 1 von 5 in Level 4
  • Berechne MITHILFE DER TABELLEN in der Hilfe. Runde das Ergebnis - falls nötig - auf die geltenden Ziffern.
    • Ein Eisblock mit 
    425
     
    g
     soll geschmolzen werden.
    Schmelzwärme:
    ΔQ
    =
     
    kJ
  • keine Berechtigung
Beispiel
Beispiel-Aufgabe
Hilfe
Hilfe
Notizfeld
Notizfeld
Tastatur
Tastatur für Sonderzeichen
Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.
Wenn du ein Benutzerkonto hast, logge dich bitte zuvor ein.
Lösung
Achtung
Du hast noch keinen eigenen Lösungsversuch gestartet. Sobald du auf »Lösung anzeigen« klickst, gilt die Aufgabe als nicht gelöst und die Bewertung deiner Leistung für diesen Level verschlechtert sich. Tipp: Schau dir vor dem Anzeigen der Lösung die Beispiel-Aufgabe zu diesem Aufgabentyp an.
Stoff zum Thema (+Video)
Thermische Energie | alpha Lernen erklärt Physik
Lernvideo

Thermische Energie | alpha Lernen erklärt Physik

Kanal: alpha Lernen
Temperatur und innere Energie

Die Teilchen eines Körpers besitzen je nach Temperatur und Aggregatzustand des Körpers unterschiedlich viel kinetische und potenzielle Energie.
  • Temperatur
    Die mittlere kinetische Energie der Teilchen eines Körpers ist ein Maß für dessen absolute Temperatur \(T\).
  • Innere Energie
    Die Summe der kinetischen und potenziellen Energien aller Teilchen eines Körpers ist dessen innere Energie \(U\).
Die Temperatur ändert sich nicht bei Aggregatzustandsänderungen.

Änderung der inneren Energie
Die innere Energie \(U\) eines Körpers erhöht sich, wenn ihm Wärme \(Q\) zugeführt oder Arbeit \(W\) an ihm verrichtet wird.
\(\colorbox{#E8EFF5}{\(\Delta U=W+Q\)}\)
Wärmeübertragung

Durch Temperaturunterschiede kann es zu einer Wärme- bzw. Energieübertragung kommen. Man unterscheidet dabei grundsätzlich drei verschiedene Arten:

Wärme-
leitung (Konduktion)		Wärme-
strömung (Konvektion)		Wärme-
strahlung
kein Transport von MaterieTransport von Materiekein Transport von Materie
Teilchen stoßen aneinander"warme" Teilchen steigen auf, "kalte" sinken"Welle" von Energie
besonders in fester Materienur in Flüssigem oder Gasenüberall möglich
nur von warm nach kaltbeide Richtungen möglichnur von warm nach kalt
z.B. Topf erwärmt sich von untenz.B. heißes und kaltes Wasser mischt sichz.B. Strahlung der Sonne durchs Weltall
Schmelzwärme
Die spezifische Schmelzwärme \(s\) eines Materials sagt aus, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm des Materials bei seiner Schmelztemperatur \(\vartheta_s\) zu schmelzen. (Analog: Wie viel Energie frei wird, wenn ein Kilogramm des Materials erstarrt.)
Beispiele (bei Normaldruck):
Material\(\vartheta_s\) \(s\)
Eis0 °C334 kJ/kg
Kupfer1085 °C205 kJ/kg
Wachs60 °C174 kJ/kg
Aluminium660 °C398 kJ/kg


Verdampfungswärme
Die spezifische Verdampfungswärme \(r\) eines Materials sagt aus, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm des Materials bei seiner Siedetemperatur \(\vartheta_r\) zu verdampfen. (Analog: Wie viel Energie frei wird, wenn ein Kilogramm des Materials kondensiert.)
Beispiele (bei Normaldruck):
Material\(\vartheta_r\)\(r\)
Wasser100 °C2256 kJ/kg
Eisen2750 °C6260 kJ/kg
Aluminium2467 °C10 900 kJ/kg
Quecksilber357°C295 kJ/kg
Beispiel
Zur Herstellung von Kupferrohren werden in einer Fabrik 
0,568
 
t
 Kupfer pro Stunde geschmolzen.
Schmelzwärme pro Stunde:
ΔQ
=
▇
 
MJ
Temperaturänderung durch Wärme

Die spezifische Wärmekapazität \(c\) eines Materials sagt aus, wie viel Energie nötig ist, um ein Kilogramm des Materials um ein Kelvin zu erwärmen. (Analog: Wie viel Energie frei wird, wenn die Temperatur von einem Kilogramm des Materials um ein Kelvin sinkt.)

Beispiele (bei Normaldruck):
Material\(c\) in J/(kg · K)
Wasser4190
Eis2100
Kupfer382,0
Luft1010
Beton880
Kunststoff1400

Um einen Körper zu erwärmen bzw. abzukühlen kann man ihm eine Wärmemenge \(\Delta Q\) zu- bzw. abführen.
\(\colorbox{#E8EFF5}{\(\Delta Q=c\cdot m\cdot \Delta T\)}\) (Joule)
  • \(c\) : spezifische Wärmekapazität des Materials
  • \(m\) : Masse des Körpers
  • \(\Delta T\) : Temperaturunterschied (positiv)
Beispiel
1,00
 
kg
 Wasser soll von 
20,0°C
 auf 
4,00°C
 abgekühlt werden. Berechne die Wärmemenge, die dem Wasser entzogen werden muss.
ΔQ
=
▇
 
kJ