Horroraufgabe Physik

[marecka]

Hallo Leute,

tja meine Freundin hat ein fettes Problem in Physik. Es geht um eine Aufgabe, die wir nicht lösen können. Vielleicht weiss es ja jemand?

"Bestimme die Temperatur, die sich ergibt, wenn man 2 Eiswürfel (ein einzelner Eiswürfel hat ein Gewicht von 15 g) in eine -8° C kalte, 400 ml große Cola gibt."

Dann hat sie noch irgendwas davon geredet: Cola = Wasser 4,19 (spezifische Wärmekapazität). Tja keine Ahnung was sie genau damit meinte.

Ich hoffe ihr könnt uns helfen...!

 

[MacPrinter]

Eigentlich relativ leicht...

Du hast eine Formel für die Wärmemenge, die die Cola aufnimmt: Q=c*m1*(T1-T2)
und die gleiche Fomel für die Wärmemenge, die die Eiswürfel abgeben: Q=c*m2*(T2-T3)
c: Wärmekapazität
m1: Masse von deiner Cola: 400ml, also sind das grob 0,4 kg
m2: Masse der beiden Eiswürfel: 30 g
T1: Temperatur der Cola: -8°C
T2: gesuchte Temperatur der Cola-Eiswürfel-Mischung
T3: Temperatur der Eiswürfel: ca. 0°C

Jetzt musst du nur noch die Formeln gleichsetzen, und nach T2 auflösen. Viel Erfolg

 

[TACHEN]

hi das haben wir auch zurzeit in der schule aber ich kapiere des irgentwie net so richtig naja

 

[marecka]

Eigentlich relativ leicht...

Du hast eine Formel für die Wärmemenge, die die Cola aufnimmt: Q=c*m1*(T1-T2)
und die gleiche Fomel für die Wärmemenge, die die Eiswürfel abgeben: Q=c*m2*(T2-T3)
c: Wärmekapazität
m1: Masse von deiner Cola: 400ml, also sind das grob 0,4 kg
m2: Masse der beiden Eiswürfel: 30 g
T1: Temperatur der Cola: -8°C
T2: gesuchte Temperatur der Cola-Eiswürfel-Mischung
T3: Temperatur der Eiswürfel: ca. 0°C

Jetzt musst du nur noch die Formeln gleichsetzen, und nach T2 auflösen. Viel Erfolg

Danke dafür, vielleicht kann uns das ja helfen...

hi das haben wir auch zurzeit in der schule aber ich kapiere des irgentwie net so richtig naja

Das bist du nicht die einzige, ich kapier auch den ganzem Kram nicht. Aber ich meine ja sowieso: Wozu muss man solch einen Quatsch wissen?

 

[Janda]

Wozu muss man solch einen Quatsch wissen?

Damit Du später mal nicht dumm da stehst. Aber ich gebe zu ich kanns auch nicht mehr.

 

[PoohBear]

"Bestimme die Temperatur, die sich ergibt, wenn man 2 Eiswürfel (ein einzelner Eiswürfel hat ein Gewicht von 15 g) in eine -8° C kalte, 400 ml große Cola gibt."

Ist in meinen Augen eine unsinnige Aufgabenstellung. Cola ist bei -8°C genauso gefroren wie der Eiswürfel. Es dürfte dann etwas Schwierigkeiten geben, Eiswürfel in die Cola zu tun, oder?

PoohBear

 

[marecka]

Ist in meinen Augen eine unsinnige Aufgabenstellung. Cola ist bei -8°C genauso gefroren wie der Eiswürfel. Es dürfte dann etwas Schwierigkeiten geben, Eiswürfel in die Cola zu tun, oder?

Das stimmt sogar?! Aber ich kapier es nicht...naja mal sehen...hab ja noch ein bisschen Zeit...aber trotzdem...kann jemand die Aufgabe für mich lösen...?

 

[PoohBear]

Macprinter hatte doch den Ansatz geliefert:

Beide Wärmemengen gleichsetzen

c*m1*(T1-T2) = c*m2*(T2-T3)

die Wärmekonstante kann man kürzen, bleibt, wenn man die Zahlen einsetzt

400 *(-8-T2) = 30 *(T2-0)
ergibt

-3200 -400*T2 = 30*T2
oder

-3200 = 430*T2

T2 = -3200/430 = -7,44 °C

Die tiefgefrorene Cola würde sich also um etwa 0,6°C erwärmen.

Meiner Meinung ist die Cola allerdings +8°C warm und würde sich dann durch die beiden Eiswürfel um 0,6°C abkühlen. In tiefgekühlte, gefrorene Cola kann ich keine Eiswürfel tun.

PoohBear

 

[MiCh]

Meiner Meinung ist die Cola allerdings +8°C warm und würde sich dann durch die beiden Eiswürfel um 0,6°C abkühlen.

Hmmm, aber so rum muss man dann eigentlich die Schmelzwärme von Wasser berücksichtigen, und die ist mit 335J/g wirklich nicht gerade klein:

Von der gleichen Energiemenge, die man braucht, um 1g Eis zu schmelzen, kann man die gleiche Menge flüssiges Wasser um 80° erhitzen...

Fazit: die Cola würde wenn ich mich nicht völlig verrechnet habe bis auf 1,86°C abkühlen!

 

[PoohBear]

@MiCH

Gut ich hab im Internet die Wämekapazität und den Gefrierpunkt von Coca Cola gesucht, nicht gefunden, aber im Rahmen einer Schulaufgabe 8.-9. Klasse und im Rahmen der Aufgabenstellung und mangels eines Labors, steht für mich definitiv fest, in tiefgefrorene Cola kann ich keine Eiswürfel werfen. Die prallen an der Oberfläche ab.

Und den Temperaturgradienten, der dadurch entsteht, weil der Eiswürfel an der Oberfläche der Cola-Eismasse schmilzt und sich nicht mit der Bodenschicht mischt, dabei müßte man noch wissen die Dimensionen des Gefäßes, in der sich die Cola befindet, läßt sich nicht ohne weitere Angaben berechnen.

Gleiches gilt für die "warme Cola", an der Oberfläche ist der der von dir berechnete Wert evtl. korrekt, aber am Boden des Glases? Kein Wunder warum McDonalds jahrelang ihre Softdrinks mit einem Drittel Eis gefüllt hat.

PoohBear

 

[Layara]

Coca Cola ist bei -8°C sehr wohl noch flüssig, da die in ihr gelöste Kohlensäure und der Zucker den Gerfierpunkt heruntersetzen. Im Prinzip ist Coca Cola nichts anderes als Wasser, in dem Zucker und Spuren anderer Mineralien gelöst sind und das außerdem mit Kohlensäure übersättigt ist.
Falls ich mich recht erinnere, liegt der Gefrierpunkt von Coca Cola bei -11°C.

(Gesättigte Kochsalzlösung z.B. gefriert ja auch erst bei -22°C, Cola gehorcht denselben Prinzipien.)

 

[PoohBear]

Coca Cola ist bei -8°C sehr wohl noch flüssig, da die in ihr gelöste Kohlensäure und der Zucker den Gerfierpunkt heruntersetzen. Im Prinzip ist Coca Cola nichts anderes als Wasser, in dem Zucker und Spuren anderer Mineralien gelöst sind und das außerdem mit Kohlensäure übersättigt ist.
Falls ich mich recht erinnere, liegt der Gefrierpunkt von Coca Cola bei -11°C.

(Gesättigte Kochsalzlösung z.B. gefriert ja auch erst bei -22°C, Cola gehorcht denselben Prinzipien.)

Sorry, mir sind Coca Cola Flaschen nach ca. 30 Minuten Gefrierfach geplatzt. Und waren weit über -18°C.

PoohBear

 

[Layara]

Das liegt daran, dass sich Flüssigkeiten beim Gefrieren ausdehnen.

 

[PoohBear]

Das liegt daran, dass sich Flüssigkeiten beim Gefrieren ausdehnen.

Ach wirklich, aber in einem nornalen Kühlschrank bzw. Gefrierfach kühle ich eine etwa 5°C "warme" Cola nicht auf -11°C ab in 30 Minuten und ich hatte die Sauerei. Außerdem senkt Zucker nicht den Gefrierpunkt. Zu meinen Laborzeiten brauchte ich nur Sekunden dafür, flüssiger Stickstoff (-180°C) konnte da manches bewirken.

PoohBear

 

[Layara]

Ich weiß wirklich nicht, was Deine Flaschen zum Platzen gebracht hat, aber Zucker erniedrigt ganz sicher den Gefrierpunkt einer Lösung. Es gibt schließlich auch Frostschutzmittel, die aus Sacchariden oder Glucose bestehen. Jede Hausfrau wird Dir bestätigen können, dass Zuckerwasser schneller kocht...

Ich wollte Euch bloß einen Hinweis geben, aber wenn ihr ihn lieber igorieren möchtet, bringt mich das auch nicht um. Mehr als anbieten kann ich ihn nicht.

 

[PoohBear]

Jede Hausfrau wird Dir bestätigen können, dass Zuckerwasser schneller kocht...

@Layara

Als Hausmann weiß ich warum mir mein Pudding schon bei ca. 80°C anbrennt.

Aber zwischen Kochen und Gefrieren sollte doch ein gewisser Unterschied sein oder nicht? Mein Pudding kocht nämlich nicht im Gefrierfach und die dann enstandenen Klümpchen mag ich nicht.

Abgesehen davon es geht hier um eine Schulaufgabe Physik.

PoohBear

 

[DodotheGoof]

Ich glaube hier wird aus der Muecke ein Elephant gemacht. Ich glaube, dass es der Lehrerin allein um den Temperaturausgleich zwischen 2 Stoffen geht.

Und wofuer man das ganze braucht: ist nun mal ein alltaegliches Phaenomen, kann ja nicht schaden mal die physikalische Erklaerung dafuer zu wissen.
Wer sowas sonst braucht? Ich wuerde sagen so ziemlich jeder der in einem Beruf arbeitet, der mit Temperaturen zu tun hat. Das waere also einmal die gesamte Lebensmittelindustrie, Architekten, Bauingenieure, Glasblaeser, also jeder Beruf bei dem Dinge erhitzt, gekuehlt und bei bestimmten Temperaturen gelagert werden.

@PoohBear
Leg den Whiskey oder Havanna Rum ins Kuehlfach und der kuehlt damit die Cola, dann gibts keine Probleme mit geplatzten Flaschen.

 

[TACHEN]

ah ich glaub jetzt kann ich´s Danke pooh bear

 

[Liskaju]

Jede Hausfrau wird Dir bestätigen können, dass Zuckerwasser schneller kocht...

Ernsthaft? Ich gebe zu, ich habe mich bisher nur mit Salzwasserlösungen beschäftigt, aber bei Wasser ist es so, dass mit einer Gefrierpunktserniedrigung auch eine Siedepunktserhöhung einhergeht. Will sagen: Salzwasser gefriert unter 0°, siedet aber über 100°.
Sollte Zuckerwasser unter 100° kochen, würde es ja schon über 0° gefrieren...?

 

[cas]

hab auch noch ne frgae zu physik. hat zwar nichts mit diesem thema zu tun, aber ich will deswegen keinen extra thread aufmachen...
also, im physik-buch steht etwas von einem bandgenerator (thema: e-lehre). aber ich weiß nicht so richtig, wie der funktioniert und für was man den braucht...könnt ihr mir helfen???

 

[Mathe Man]

Ein Bandgenerator erzeugt statische Aufladungen. Ist also das gleiche Prinzip wie bei einem Gewitter ein Blitz erzeugt wird, nur dass nicht Luft aneinderreibt. Im Moment spielt mein Wollpullover mal wieder Bandgenerator und wenn ich dann die Türklinke anfasse...

 

[marecka]

Oh mein Gott, das nun doch so viele Antworten kommen, hätte ich nicht gedacht. Naja wie auch immer, inzwischen haben wir es irgendwie auch rausbekommen. Trotzdem Danke an alle!