Kalorimetrie mit Hilfe eines
Gefäßes aus Aluminium
In einem Gefäß aus Aluminium befindet sich Wasser.
m1 Masse
des Gefäßes (Kalorimeter)
m2 Masse
des Wassers im Gefäß
In dieses Wasser wird eine Masse m3 getaucht, die
aus Aluminium und Kupfer besteht.
x Masse aus
Aluminium als Teil der Masse m3
y Masse aus
Kupfer als Teil der Masse m3
Dadurch erwärmt sich das Wasser im Gefäß zusammen mit dem
Gefäß auf die Temperatur Tm
= 30 oC.
Bestimmen Sie die Masse aus Aluminium x als Teil der Masse m3 sowie die Masse y aus
Kupfer als Teil der Masse m3. m3 = 0,200 kg
Die gegebenen Werte sind aus folgender Tabelle zu ersehen.
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|
kg |
T
[C] [K] |
Materialart |
c [kJ/(kg
K)] |
Bezeichnung |
|
m1 |
0,4 |
20 293 |
Al |
0,90 |
Kalorimetergefäß |
|
m2 |
0,2 |
20 293 |
H2O |
4,18 |
Wasser im
Kalorimeter |
|
x |
x |
130 403 |
Al |
0,90 |
Masse m3
vor dem Tauchen |
|
y |
y |
130 403 |
Cu |
0,385 |
Wie vor |
Nebenbedingung: x +y = 0,200 =>
y = 0,200 – x
Lösung
ΔQ = c . m . ΔT
Anfangswerte seien
0. Dann geht diese Gleichung über in
Q = c .
m . T
Σ Q(vorher) =
Σ Q(nachher)
|
Nr. |
|
Q(vorher) |
Q(nachher) |
|
1 |
m1 |
0,4 . 0,90 . 293 |
0,4 . 0,90 . 303 |
|
2 |
m2 |
0,2 . 4,18 . 293 |
0,2 . 4,18 . 303 |
|
3 |
x |
x . 0,90 . 403 |
x
. 0,90 . 303 |
|
4 |
y |
(0,20-x) . 0,385 . 403 |
(0,20-x) . 0,385 . 303 |
Gleiche Tabelle
nach der Zahlenrechnung
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Nr. |
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Q(vorher) |
Q(nachher) |
|
1 |
m1 |
|
3,6 |
|
2 |
m2 |
|
8,36 |
|
3 |
x |
x . 90 |
|
|
4 |
y |
-x
. 38,5 |
-7,7 |
Die Summe der
Spalten ergibt
51,5 x = 4,26
x = 0,0827 kg Al
y = 0,200 – 0,0827 = 0,1173
kg Cu