Wieviel mm Regen von 3° muss auf eine Schneefläche von 3cm Höhe mit der Temperatur -8°C fallen bis der Schnee vollständig geschmolzen ist??? ( Dichte des Schnees : 0,1 g / cm³ , c = 210 J/(kg*K) , Schmelzwärme : 340 kJ/kg , Wasser : c=4186,8 J/(kg*K) )
Danke Euch!!
2007-03-07 05:43:43 · 3 antworten · gefragt von Anonymous in Wissenschaft & Mathematik ➔ Physik
Die Aufgabe ist original so in einer Physik-klausur gestellt worden!
Hab leider keine Lösung für diese Aufgabe!
Ich glaube schon das genug Details vorhanden sind um die Aufgabe zu lösen!
2007-03-07 20:32:13 · update #1
Ich hab die Aufgabe auch mal gerechnet und zwar so :
Erstmal hab ich die Menge Schnee pro m² errechnet : 1m*1m*0,03m = 0,03m³
Dichte des Schnees : 0,1g / cm³ sprich 3 kg Schnee pro m²
Q1 ( Erwärmung des Schnees auf 0° ) = Cschnee * mschnee * delta t
Q1 = 210 J/(kg*K) * 3 kg * 8°
Q1 = 5040J
Q2 ( Schmelzwärme ) = qs * mschnee
Q2 = 340 kJ/kg * 3 kg
Q2 = 1020000 J
Qges = Q1 + Q2 = 1025040 J = gesamte Energie die benötigt wird
Qges = Cwasser * mwasser * 3°
1025040 J = 4186,8 J/(kg*K) * m * 3°
m= 81.61 kg ( pro m²)
Also 81,61mm Niederschlag!
Was ist daran falsch????
2007-03-07 22:28:35 · update #2
Hallo, bei dieser Aufgabe musst Du den
1. Hauptsatz der Thermodynamik verstanden haben!
Er lautet fuer stoffdichte Systeme in Worten
"Die innere Energie eines stoffdichten Systemes kann nur durch Zu-oder Abfuhr von Waerme oder mechanischer Arbeit geaendert werden."
Mathematisch formuliert sieht das so aus:
U2 - U1 = Q1/2 - L1/2 Gl. 1
Das bedeutet, dass beim Uebergang vom Zustand 1 nach Zustand 2 die innere Energie sich in dem Masse aendert, wie die Waerme Q1/2 und die Arbeit L1/2 auftreten. Zugefuehrte Waerme wird positiv, abgefuehrte Arbeit ebenfalls positiv gezaehlt.
Die innere Energie eines Systemes ohne Phasenaenderung (Schmelzen, Verdampfen) ist definiert ueber die Gleichung
U = m*c*T
mit der Masse m, der spezifischen Waerme c und der Temperatur T.
Der Energieumsatz bei Phasenaenderungen bei konstanter Temperatur wird mit der Waermemenge b eschrieben, die zur Aenderung von 1 kg erforderlich ist. In unserem Falle die Schmelzwaerme des Eises.
Stellt man sich vor, dass zunaechst der Schnee von -8 grd C auf 0 grd C erwaermt und danach ngeschmolzen werden muss, dann folgt daraus, dass die dazu erforderliche Energie nur aus dem Regenwasser mit der temperatur von 3 grd C kommen kann.
Durch Gleichsetzen beider Ausdruecke und nach einigen leichte mathematischen Umformungen erhaelt man die Berechnungsgleichung fuer die Niederschlagsmenge hr
hr = hs*rhos/rhor*(To -cs/cr*Ts)/(Tr - Ts)
Darin bedeuten rho die Dichten der jeweiligen Phase, c die spezifischen Waermen und T die Temperaturen. Die Indizes waren schon erklaert worden.
Einsetzen der Zahlenwerte liefert eione Nioederschlagshoehe von 4, 8 mm.
2007-03-07 21:06:37 · answer #1 · answered by eschellmann2000 4 · 0⤊ 0⤋
Hat Hardi schön geschrieben. Keine Ergänzung: Die kinetische Energie durch das FALLEN des Regens bleibt unberücksichtigt. Dazu müsste mindestens noch die mittlere Fallgeschwindigkeit der Tropfen angegeben sein. Hardis Ergebnis ist also warscheinlich für diese Aufgabe richtig, in Natura ist aber etwas weniger Regen nötig.
2007-03-07 22:14:08 · answer #2 · answered by karlkiste 4 · 0⤊ 0⤋
Wenn der Regen 3 Grad warm ist.
Dann ist die Luft ja auch wohl mindestens 3 Grad warm, und da schmilzt der Schnee auch wenn es nicht regnet. Ist also nur eine Frage der Zeit.
Meiner Meinung nach ist die Frage zu ungenau gestellt um richtig beantwortet zu werden.
Die Aufgabe ist Blödsinn weil der Schnee auch ohne Regen schmelzen würde.
2007-03-07 19:43:51 · answer #3 · answered by klingonix 5 · 0⤊ 0⤋