Öffnen Lösungen PDF – Physik Wärmelehre
Übung 1: Temperaturmessung
Ein Thermometer zeigt eine Temperatur von 20°C an. Wie lautet der Wert in Kelvin?
Lösung:
Die Umrechnung von Celsius in Kelvin lautet: K = °C + 273,15
Daher ergibt sich:
K = 20°C + 273,15 = 293,15 K
Übung 2: Wärmeübertragung
Ein Topf mit 1 Liter Wasser hat eine Temperatur von 20°C. Es wird eine Heizplatte auf 100°C gestellt und nach 5 Minuten hat das Wasser eine Temperatur von 80°C. Wie viel Energie wurde dem Wasser zugeführt?
Lösung:
Die Wärmemenge, die dem Wasser zugeführt wurde, berechnet sich aus:
Q = m * c * ΔT
m = 1 kg (da 1 Liter Wasser 1 kg wiegt)
c = 4,18 kJ/(kg*K) (spezifische Wärmekapazität von Wasser)
ΔT = 80°C – 20°C = 60°C
Daher ergibt sich:
Q = 1 kg * 4,18 kJ/(kg*K) * 60 K = 250,8 kJ
Übung 3: Wärmedämmung
Ein Haus hat eine Fläche von 100 m² und eine Wärmedurchgangskoeffizienten von 0,3 W/(m²*K). Wie viel Energie wird benötigt, um das Haus bei einer Außentemperatur von -10°C auf eine Raumtemperatur von 20°C zu bringen, wenn keine Wärmedämmung vorhanden ist?
Lösung:
Die Wärmemenge, die dem Haus zugeführt werden muss, berechnet sich aus:
Q = A * U * ΔT
A = 100 m² (Fläche des Hauses)
U = 0,3 W/(m²*K) (Wärmedurchgangskoeffizient)
ΔT = 20°C – (-10°C) = 30°C
Daher ergibt sich:
Q = 100 m² * 0,3 W/(m²*K) * 30 K = 900 W
Die Wärmelehre ist ein wichtiger Bereich der Physik und wird auch in der neunten Klasse behandelt. Hierbei geht es darum, wie sich Wärme auf verschiedene Stoffe auswirkt und wie sie übertragen wird. Um den Schülern das Verständnis zu erleichtern, werden oft Aufgaben gestellt, die es zu lösen gilt. In diesem Blogbeitrag möchten wir einige Physik Wärmelehre Aufgaben mit Lösungen für die Klasse 9 vorstellen.
Beispiel Aufgabe 1:
Ein Metallstab hat eine Länge von 50 cm und eine Querschnittsfläche von 2 cm². Wie viel Wärme wird benötigt, um den Stab um 20 Grad Celsius zu erwärmen? Die spezifische Wärmekapazität des Metalls beträgt 0,5 J/g°C.
Lösung:
Zunächst muss die Masse des Metallstabes berechnet werden:
Masse = Volumen x Dichte
Masse = Länge x Querschnittsfläche x Dichte
Masse = 50 cm x 2 cm² x 7,8 g/cm³
Masse = 780 g
Dann kann die benötigte Wärme berechnet werden:
Q = m x c x delta T
Q = 780 g x 0,5 J/g°C x 20°C
Q = 7.800 J
Beispiel Aufgabe 2:
Ein Wasserkocher hat eine Leistung von 2.000 Watt. Wie lange dauert es, bis 1 Liter Wasser von 20 Grad Celsius auf 100 Grad Celsius erhitzt ist?
Lösung:
Zunächst muss die benötigte Wärme berechnet werden:
Q = m x c x delta T
Q = 1.000 g x 4,18 J/g°C x 80°C
Q = 334.400 J
Dann kann die benötigte Zeit berechnet werden:
Zeit = Q / Leistung
Zeit = 334.400 J / 2.000 W
Zeit = 167 Sekunden oder 2 Minuten und 47 Sekunden
Fazit:
Die Physik Wärmelehre Aufgaben mit Lösungen für die Klasse 9 können sehr anspruchsvoll sein, aber mit etwas Übung und Verständnis lassen sie sich gut lösen. Es ist wichtig, die Formeln und Zusammenhänge zu verstehen, um die Aufgaben erfolgreich zu lösen. Wir hoffen, dass dieser Blogbeitrag dazu beigetragen hat, das Verständnis für die Wärmelehre zu verbessern und bei der Lösung von Aufgaben zu helfen.
- https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/waermemenge-waermekapazitaet-und-temperaturdifferenz
- https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/mathematisch-naturwissenschaftliche-faecher/physik/unterrichtsmaterialien/lehrplaninhalte/sekundarstufe1/waermelehre/index.html
| Stoff | spezifische Wärmekapazität (J/g°C) |
|---|---|
| Wasser | 4,18 |
| Eisen | 0,45 |
| Aluminium | 0,91 |
| Kupfer | 0,39 |