Exercise:
In einem Kalorimeter der sich wie gram Wasser verhält sind gram Eis bei celsius und gram Wasser bei celsius. Sie giessen celsius heisses Wasser mit m_H gram hinein. enumerate item Welche Endtemperatur erreicht das System nach einer gewissen Zeit? item In das Wasser wird am Schluss eine Eisenkugel m kilogram bei celsius hineingeworfen. enumerate item Was passiert mit dem Wasser? Rechnen Sie! item Was passiert mit der Kugel falls sie zu Beginn ein Volumen von centimeter^ hatte? enumerate item Welche mittlere Geschwindigkeit v_RMS hat der Wasserdampf in b? enumerate

Solution:
enumerate item Die Wärmemenge die abgegeben werden kann kommt vom heissen Wasser und ist: Q_ab m_HW c Delta T approx kilojoule wobei Delta T kelvin ist. Die Wärmemenge die für das Schmelzen des Eises benötigt wird ist: Q_Eis m_E L_f approx kilojoule. Somit bleibt für das Erwärmen nur noch: Q_erw Q_ab - Q_Eis kilojoule. Dies kann dazu verwet werden um das ganze Wasser auf die Endtemperatur zu erwärmen d.h. Q_erw m_totcDelta T Rightarrow Delta T fracQ_erwm_totc approx .kelvin. Somit ist die Endtemperatur vartheta_M .celsius. item Betrachten wir zunächst das Wasser und dann das Eisen: enumerate item Die Wärmemenge die abgegeben werden kann kommt vom Eisen und ist: Q_ab m_Fe c_Fe Delta T approx kilojoule wobei Delta T approx kelvin ist. Für das Erwärmen von der Flüssigkeit und Kalorimeter auf celsius benötigt man: Q_erw m_tot c Delta T' approx kilojoule wobei Delta T' .kelvin ist. Somit bleibt noch Q_Rest Q_ab- Q_erw kilojoule übrig. Dies kann dazu verwet werden um einen Teil des Wasser zu verdampfen d.h. Q_Rest m_totL_v q Rightarrow q fracQ_Restm'_totL_vapprox % wobei m'_tot m_tot - m_Kal. ist.mm Dies bedeutet dass % des Wassers zu Dampf werden dass Eisen auf celsius runter gekühlt wurde und die gleiche Temperatur hat wie das restliche Wasser. item Die Kugel zieht sich dabei zusammen es gilt: Delta V V_ alpha Delta T approx centimeter^. enumerate item Die mittlere Geschwindigkeit ist: barv sqrtfracRTM approx meter/second. enumerate