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200g Wasserdampf der Temperatur 200°C --Wärmelehre

Frage: 200g Wasserdampf der Temperatur 200°C --Wärmelehre
(4 Antworten)

 
Also 200g Wasserdampf der Temperatur 200°C werden in 1kg gestoßenes Eis von -3°C geleitet.
a) Zeigen sie, dass die Mischung weder
I.
eis- noch
II. gasförmig sein kann

b) Berechnen sie die Temperatur der Mischung mit den Konstanten:

spez. Wärmekap. Eis: 2,09 J/(gK)
spez. Wärmekap. Wasser: 4,18 J/(gK)
spez. Wärmekap. Dampf: 1,84 J/(gK)
spez. Schmelzwärme Eis: 334 J/g
spez. Kondensationswärme: 2257 J/g

von anderer möglicher Wärmezufuhr oder Abfuhr während des Mischvorganges soll abgesehen werden.

Habt ihr dazu Ideen?

ich weiss:
-3°C= 270,15 K , 200°C= 473,15°C
zu a) habe ich mir gedacht vielleicht wie folgt:
ich berechne die Energie, die das Eis freisetzt und berechne wieviel Energie erforderlich wäre den Dampf vereisen zu lassen, dann ein Vergleich der beiden Werte-> I.
und dann wieviel Energie setzt der Dampf frei und berechne, wieviel Energie erforderlich wäre das Eis zu verdamfen, erneuter Vergleich der Werte-> II.
nur dafür fehlen mir Formeln....
hat jem ne andere Idee?
und zu b) habe ich auch ein paar
Ansätze, aber die Lösung kann nicht stimmen

Ich wäre euch sehr dankbar.
GAST stellte diese Frage am 28.07.2010 - 20:35

 
Antwort von GAST | 28.07.2010 - 21:07
dein ansatz ist ok.

es läuft bei a) tatsächlich auf einen vergleich der wärmemengen hinaus.

und die formeln die du dazu brauchst ist delta Q=c*m*delta T (gleichbleibender aggregatszustand) und die umwandlungswärme Q=L*m.

mit der ketnis von a) löst du dann die b) mit obigen formeln. (beachte auch: nach voraussetzung ist das system abgeschlossen)

 
Antwort von GAST | 28.07.2010 - 22:05
super vielen dank, das hilft mir enorm

 
Antwort von GAST | 28.07.2010 - 23:09
oh, nein, doch nicht

 
Antwort von GAST | 29.07.2010 - 12:40
ums vielleicht etwas präziser zu fassen:

die wärmemengen setzen sich zusammen aus den umwandlungswärmen und den wärmen den stoff von einer bestimmten temperatur bis zur umwandlungstemperatur zu bringen.
wenn du also wasser bei 200°C hast und willst das wasser auf 0°C bringen, und zwar in festen zustand, dan solltest du erst mit delta Q=c*m*delta T die änderung des wärmeinhalts von 200°C bis 100°C berechnen, dann die umwandlungswärme von gas zu flüssig, dann kühlst du das wasser bis auf 0°C ab, usw.
das addierst du dann auf, und hast die gesamte wärme.
ich würde übrigens mit beträgen rechnen bei a); dann braucht man sich keine gedanken über vorzeichen zu machen, die sowieso nicht entscheidend sind für die aufgabe.
(wenn mans formal richtig machen will, sollte man übrigens das gegenteil annehmen, dann folgern)

bei b) hast du delta Q(ges)=0, weil das system abgeschlossen ist.
da delta Q(ges)=delta Q1+delta Q2 gilt delta Q1+delta Q2=0.
nun weißt du nach a), dass die mischung flüssig ist, also hast du bei delta Q1 und delta Q2 3 zu bechtende wärmemengen, nämlich die umwandlungswärmen (eis-flüssig bei delta Q1 und gas-flüssig bei delta Q2), dann die energien, um die stoffe auf 0°C (eis) bzw. auf 100°C (gas) zu bringen und um diese von 0°C auf T (flüssig) bzw. von 100°C auf T (flüssig)

T ist die gesuchte temperatur. (nach der du dann auflöst)

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