Entropieänderung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein Aluminiumklotz (m=100g) der Temperatur 80°C wird in 1L Wasser der Temperatur 20°C gebracht. Das System sei gegen aussen isoliert. Wie gross ist die Endtemperatur? Berechnen Sie für diesen Ausgleich die Entropieänderung
- des Aluminiums
- des Wassers
- des ganzen Systems
Dabei sollen Volumenänderungen vernachlässigt werden. |
Hallo Leute
Für die Entropieänderung muss ich die Endtemperatur wissen, richtig? Jetzt weiss ich nicht, wie ich da anfangen soll.
Die Formel für die Entropiänderung ist ja:
[mm] \Delta [/mm] S = Cv * [mm] ln\bruch{T2}{T1}
[/mm]
Danke für die Starthilfe.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:51 Fr 13.03.2015 | | Autor: | notinX |
Hallo,
> Ein Aluminiumklotz (m=100g) der Temperatur 80°C wird in 1L
> Wasser der Temperatur 20°C gebracht. Das System sei gegen
> aussen isoliert. Wie gross ist die Endtemperatur? Berechnen
> Sie für diesen Ausgleich die Entropieänderung
>
> - des Aluminiums
> - des Wassers
> - des ganzen Systems
>
> Dabei sollen Volumenänderungen vernachlässigt werden.
> Hallo Leute
>
> Für die Entropieänderung muss ich die Endtemperatur
> wissen, richtig? Jetzt weiss ich nicht, wie ich da anfangen
> soll.
richtig! Nicht nur dafür, sondern es ist auch Teil der Aufgabe.
Die Mischtemperatur kannst Du aus der Energieerhaltung berechnen. Der Aluklotz gibt Wärme ab, während das Wasser Wärme aufnimmt. Wie Du ja sicher weißt ist Wärme=Energie und da das System isoliert ist, geht keine Energie 'verloren'. Reicht das schon?
>
> Die Formel für die Entropiänderung ist ja:
>
> [mm]\Delta[/mm] S = Cv * [mm]ln\bruch{T2}{T1}[/mm]
>
> Danke für die Starthilfe.
Gruß,
notinX
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 14:05 Fr 13.03.2015 | | Autor: | Mathintosh |
Vielen Dank für deine Antwort. Wie kann ich die Energieerhaltung berechnen?
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:21 Fr 13.03.2015 | | Autor: | notinX |
> Vielen Dank für deine Antwort. Wie kann ich die
> Energieerhaltung berechnen?
Wenn Du eine Antwort erwartest, solltest Du eine Frage - keine Mitteilung erstellen.
Schau Dir mal die Definition der Wärmekapazität an. Sie stellt einen Zusammenhang zwischen Temperaturänderung und Wärmemenge dar. Damit kannst Du ein Gleichgewicht aus abgegebener Wärmemenge des Metalls und aufgenommener Wärmemenge des Wassers aufstellen.
Gruß,
notinX
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Vielen Dank für die Erklärung. Ich habe nun folgendes gemacht:
Berechnung der Endtemperatur; m=100g = 0.1L
0.1 * 80°C + 0.9 * 20°C = 26°C = 319.15K
Berechnung der Entropieänderung von Aluminium:
[mm] \deltaS [/mm] = c * m * ln(T2/T1)
c = Wärmekapazität (gemäss Wikipedia)
[mm] \deltaS [/mm] = 897J/K * 0.1L * [mm] ln(\bruch{353.15K}{319.15K} [/mm] = 9.08K
Kann dies jemand bestätitgen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:47 Mo 16.03.2015 | | Autor: | chrisno |
> Vielen Dank für die Erklärung. Ich habe nun folgendes
> gemacht:
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> Berechnung der Endtemperatur; m=100g = 0.1L
>
> 0.1 * 80°C + 0.9 * 20°C = 26°C = 319.15K
Ich nehme mal an, dass die Zahl 0,1 mit der Masse des Aluminiums zu tun hat. Dann gehört da noch die Einheit hin, also kg. Dann siehst Du schon, dass als Ergebnis nicht etwas mit der Einheit K herauskommen kann. Wieso Du einfach 100 g Wasser beseitigst, wirst Du kaum erklären können.
Die Rechnung ist ein klein wenig aufwendiger. Setze an:
- Die Energie, die das Aluminium abgibt, bei noch unbekannter Endtemperatur
- Die Energie, die das Wasser aufnimmt, bei noch unbekannter Endtemperatur
- setze diese Energien gleich und so erhältst Du eine Gleichung für die Endtemperatur.
Bei der Berechnung der Energie muss auch jeweils die Einheit stimmen. Also brauchst Du noch eine weitere Größe, außer Masse und Temperatur, nämlich [mm] $c_{Alu}$ [/mm] und [mm] $c_{Wasser}$.
[/mm]
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