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Aggregatzustandsänderung

Aufgabe:

In einem Glas befinden sich 200 ml Mineralwasser (oder ein anderes Getränk) mit einer Temperatur von 20°C. Wie viele Eiswürfel sind mindestens notwendig, um das Getränk auf eine Temperatur unter 8°C abzukühlen? Jeder Eiswürfel besteht aus 10g Eis mit einer Temperatur von -15°C. Der Wärmeaustausch mit der Umgebung wird vernachlässigt.
(spezifische Wärmekapazität von Wasser: 4,19 KJ kg-1 K-1,
spezifische Wärmekapazität von Eis: 2,09 KJ kg-1 K-1,
spezifische Schmelzwärme von Eis: 334 KJ kg-1)

Lösung:

geg.:

ges.:

Lösung:

1. Welche Energie muß dem Mineralwasser entzogen werden, damit es auf 8°C abkühlt?


2. Wieviel Energie kann ein Eiswürfel aufnehmen, wenn er seine Temperatur von -15°C auf 8°C ändert?
* Wärme, die das Eis von -15°C bis 0°C aufnimmt, ohne zu schmelzen.

* Wärme, die das Eis beim Schmelzen aufnehmen kann, ohne seine Temperatur zu ändern

* Wärme, die das daraus entstandene Wasser aufnehmen kann, wenn es seine Temperatur um 8 K ändert.

Damit kann ein Eiswürfel insgesamt eine Wärme von 4 kJ aufnehmen. Um das Mineralwasser abzukühlen, sind insgesamt 10,06 kJ notwendig. Diese Wärme kann von drei Eiswürfeln aufgenommen werden. Damit sinkt die Temperatur aber weiter als 8°C ab.

Antwort:

Es sind drei Eiswürfel notwendig.




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