Jeremiah  - 40
Halbprofi
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 22:55 Uhr
Zuletzt editiert am: 13.05.2010 um 22:55 Uhr
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Hallo Community,
ich mache gerade meinen Heizungstechniker und habe bei einer Physikaufgabe Probleme. Mein Physiklehrer ist erst seit einem Jahr Lehrer. Er ist Ingenieur und hat im Bereich Lüftungstechnik gearbeitet. Im fehlt noch die Erfahrung als Lehrer. Jedenfalls hat er sich schon öfters an der Tafel verrechnet und ich trau ihm mittlerweile nicht mehr.
Hier die Aufgabe:
In einem Eisstadion (50m lang, 25m breit) soll innerhalb von 7 Tagen eine Eisschicht von 10 cm Dicke hergestellt werden. Das Wasser hat anfangs eine Temperatur von 6°C. Verfügbare Kälteleistung 70kW. Berechnen Sie
a) die Masse von Eis bzw. Wasser in kg.
b) die Zeit in h bis das Wasser auf 0°C abgekühlt ist
c) die Zeit in Stunden bis das Wasser zu Eis erstarrt ist.
d) auf welche Temperatur das Eis abkühlt
So hab ich gerechnet:
a)
V = 50m*25m*0,1m = 125m³ = 125.000liter
m = V * Dichte
m= 125.000l * 1 kg/dm³ = 125.000kg (Dichte von Wasser bei 6°C = 1kg/dm³)
Aber eig darf ich das ja so gar nicht rechnen oder? Ich weiß ja nur welches Volumen das Eis im gefrorenen Zustand hat. Die Masse bleibt gleich, nur das Volumen ändert sich proportional zur Dichte. Also kann ich ja nicht einfach die Dichte von 6° Wasser mal dem Volumen vom Eis nehmen.
b)
t1=(m*c*6K) : Q'
t1=(125.000kg * 1,163wh/kgK*6K) : 70.000W
t1= 12,46h
c)
Q'=(m*qs) : t
t2=(m*qs) : Q'
t2=(125.000kg*92,2wh/kg) : 70.000W
t2= 164,64h
(Ich brauch nur 12h von 6-0°C aber 164h um das 0°Wasser vollständig zu Eis zu erstarren? )
d)
7Tage * 24h = 164,4h
t1+t2
12,46h+164,64h=177,1h
Also komm ich zu dem Schluss, dass es mit einer Kälteleistung von 70KW nicht möglich ist das Wasser vollständig zu Eis zu erstarren! Allerdings hab ich ja für das Wasser das gleiche Volumen angenommen wie für Eis, was ja falsch ist. Kann mir einer helfen? Da hat doch mein Lehrer Mist gebaut oder?
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L-O-D - 34
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 23:08 Uhr
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also ich würde mit der dichte von eis ( 0,9167 kg/dm³) rechnen und damit die masse von eis ausrechnen
und dann kann man auf die eigentliche wasserhöhe zurückrechnen
WTF
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Trillian_VfB - 50
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 23:11 Uhr
Zuletzt editiert am: 13.05.2010 um 23:13 Uhr
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Eis schwimmt auf Wasser, das Volumen ist also kleiner, Eisberge sind gefährlich, da nur 10 % über der Wasseroberfläche sind, also Dichte ungefähr 0.9.
Laut Wikipedia 0,9167...
==> Glück gehabt, die Zeit reicht gerade so aus...
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Jeremiah - 40
Halbprofi
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 23:23 Uhr
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Hmm das macht Sinn, ich nehm die Dichte von 0°C Eis
und hab dann eine Masse von 114587,5kg
ahhh jetzt ists auch logisch.
Danke
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Rifleman - 40
Experte
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 23:27 Uhr
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Zitat von Jeremiah: Hmm das macht Sinn, ich nehm die Dichte von 0°C Eis
und hab dann eine Masse von 114587,5kg
ahhh jetzt ists auch logisch.
Danke
Richtig. Und wenn du deine Konstanten vergleichst ist auch klar, warum das Erstarren so viel länger dauert. Frage (d) hast du nicht beantwortet, aber das sollte dann auch klar sein, wie das geht.
Es sind die kleinen Dinge, die einen zum Wahnsinn treiben.
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Jeremiah - 40
Halbprofi
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Geschrieben am: 13.05.2010 um 23:48 Uhr
Zuletzt editiert am: 13.05.2010 um 23:49 Uhr
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Ja das Eis ist nach 7Tagen auf minus 6°C abgekühlt. Ich schreib am Montag Physik und ich möchte besser als ne 2 sein. Ich glaub das könnte ich schaffen. Danke, fühlt sich immer gut an wenn man den logischen Zusammenhang begreift ;)
Und ich wollt schon meinem Lehrer die Schuld zuschieben.
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ShuffleD - 36
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Geschrieben am: 14.05.2010 um 07:15 Uhr
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Zitat von Jeremiah:
Und ich wollt schon meinem Lehrer die Schuld zuschieben.
so ists richtig
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Dark_Benny - 36
Profi
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Geschrieben am: 14.05.2010 um 07:38 Uhr
Zuletzt editiert am: 14.05.2010 um 07:41 Uhr
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Zitat von Trillian_VfB: Eis schwimmt auf Wasser, das Volumen ist also kleiner, Eisberge sind gefährlich, da nur 10 % über der Wasseroberfläche sind, also Dichte ungefähr 0.9.
Laut Wikipedia 0,9167...
==> Glück gehabt, die Zeit reicht gerade so aus...
Was eigentlich ja logisch ist, das Volumen von H2O expandiert beim Erstarren, womit automatisch die Dichte abnimmt, da das Volumen zunimmt, die Masse hingegen konstant bleibt. P = m/V -> m = konstant
V = expandiert, womit P abnimmt -> Ergo die Massendichte veringert sich.
War bei Volumenberechnung von Wasser nicht immer mit 4° Grad Celcius zu rechnen??
Correctio Fraterna...!
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Rifleman - 40
Experte
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Geschrieben am: 14.05.2010 um 17:15 Uhr
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Zitat von Dark_Benny: War bei Volumenberechnung von Wasser nicht immer mit 4° Grad Celcius zu rechnen??
Macht doch keinen Sinn. Es sei denn das Wasser hat zufälligerweise gerade 4°C ...
Es sind die kleinen Dinge, die einen zum Wahnsinn treiben.
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