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Wie viel Energie benötigt man, um aus 10L Wasser von 20°C gefrorenes Wasser mit 0°C zu machen?
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Um die Energie zu berechnen, die benötigt wird, um 10 Liter Wasser von 20°C auf 0°C zu kühlen und zu gefrieren, verwenden wir die spezifische Wärmekapazität von Wasser. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt ca. 4,18 J/g°C.
Zunächst berechnen wir die Masse des Wassers: 1 Liter Wasser wiegt ca. 1 kg. 10 Liter Wasser wiegen also 10 kg.
Nun berechnen wir die Energiemenge, die benötigt wird, um das Wasser von 20°C auf 0°C zu kühlen: Energie = Masse * spezifische Wärmekapazität * Temperaturdifferenz Energie = 10 kg * 4,18 J/g°C * (20°C - 0°C) Energie = 10 kg * 4,18 J/g°C * 20°C Energie = 836 J/g°C * 20°C Energie = 16720 J
Nun berechnen wir die Energiemenge, die benötigt wird, um das Wasser bei 0°C zu gefrieren: Die spezifische Schmelzwärme von Wasser beträgt ca. 334 J/g. Energie = Masse * spezifische Schmelzwärme Energie = 10 kg * 334 J/g Energie = 3340 J
Die Gesamtenergie, die benötigt wird, um 10 Liter Wasser von 20°C auf gefrorenes Wasser bei 0°C zu bringen, beträgt: Gesamtenergie = Energie zum Kühlen + Energie zum Gefrieren Gesamtenergie = 16720 J + 3340 J Gesamtenergie = 20060 J
Also benötigt man ca. 20060 Joule Energie, um aus 10 Liter Wasser von 20°C gefrorenes Wasser mit 0°C zu machen.