Berechnen Sie die spezifische Schmelzwärme des Wassers.

Question

Ich habe heute diese Aufgabe in der Klausur (Spezifischen Schmelzwärme von Wasser - Grundgleichung der Thermodynamik) falsch gelöst, vielleicht könnte einer von euch diese lösen:

In einem Versuch soll die spezifische Schmelzwärme von Wasser experimentell bestimmt werden. Dazu wird bei Zimmertemperatur ein oben offenes Kalorimeter verwendet, dessen Wärmekapazität 102 J·K^-1 beträgt. In diesem Kalorimeter befinden sich 440 g Wasser mit einer Temperatur von 18 °C. In das Wasser wird ein Eiswürfel mit einer Masse von 65 g und einer Temperatur von -6 °C gegeben. Die spezifische Wärmekapazität des Eises beträgt 2,095 kJ·kg^-1·k^-1. Nach Abschluss der Wärmeübertragung wird eine Mischungstemperatur von 5,8 °C gemessen.

a) Berechnen Sie aus den gegebenen Werten die Schmelzwärme des Wassers.

b) Vergleichen Sie Ihr berechnetes Ergebnis mit der im Tafelwerk angegebenen spezifischen Schmelzwärme für Wasser. Warum gibt es einen Unterschied zwischen den beiden Werten? Bilden Sie bei Ihrer Begründung vollständige Sätze.

Comments

Hallo

 schreib deine Lösung, und ich finde wahrscheinlich deinen Fehler.

die Rechnung geht in 3 Schritten: 1. erwärmung des Eis auf 0°C, 2. Schmelzen des Eises, 3, Erwärmung des gescholzeen eises von 0 auf 5,6°C, alle die 3 Wärmemengen veliert das Wasser und das Kalorimeter  und kühlt dabei von 18°  auf 5,6° ab,

Gruß lul

Answer 1

Hallo Nadir,

m_x  sind die Massen des Eises bzw. des Wassers

c_x  sind die spezifischen Wärmekapazitäten von  Eis bzw. Wasser  [ c_w  =  4190 J/(kg·°C) ]

   Bei allen Temperaturangaben kann hier(!)  K durch °C ersetzt werden (oder umgekehrt)

s ist die gesuchte spezifische (? nur dann Literaturwert!) Schmelzwärme von Eis

C_K ist die Wärmekapazität des Kalorimeters

Es gilt:

aufgenommene Wärmeenergie = abgegebene Wärmeenergie 

c_E · m_E · 6°C + s · m_E + c_W · m_E · 5,8°C

                           =  c_w · m_w · (18°C - 5,8°C) + C_K · (18°C - 5,8°C)

Einsetzen der gegebenen Werte und Auflösen nach s ist dann sehr einfach.

[ Kontrollergebnis: s ≈ 328000 J/kg ]

Der Literaturwert für s = 334000 J/kg ist höher, weil beim Experiment auch Wärme aus der Umgebung aufgenommen wird, vor allem, wenn das Kalorimeter "oben offen" ist.

Gruß Wolfgang