¨Ubungen vom letzten Mal

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Übungen vom letzten Mal
Pendel
Ein homogener, dünner Stab mit konstantem Querschnitt A und der Länge
L = 1 m wird als Pendel benutzt. Wie groß ist die Schwingungsdauer um eine
horizontale Achse, die ein Viertel der Länge L vom Stabende entfernt ist? [1.53 s]
Tiefkühler
Ein Tiefkühlschrank wird bei 20◦C und 1 atm luftdicht verschlossen und auf
−20◦C abgekühlt. Welche Kraft braucht es, um ihn wieder zu öffnen? Die Türe
ist 1 m hoch und 50 cm breit, der Griff befindet sich am Rand.
[F = 3456 N]
Gewichtheben
An Land können Sie einen Block von 25 kg Masse gerade noch tragen. Welche
Masse darf ein Block haben, damit Sie ihn unter Wasser noch tragen können?
[44 kg]
(Dichte des Blocks 2300 kg/m3.)
Feuerwehr
Wie groß muss der Wasserdruck im Wassernetz einer Stadt mindestens sein,
damit die Feuerwehr Brände in 20 m hohen Häusern bekämpfen kann?
[3 bar]
Unter Druck
Eine Druckflasche von 50 l Inhalt enthalte komprimiertes Helium von 15◦C unter
dem Druck von 150 atm. Berechnen Sie die Heliummasse in der Flasche unter der
Annahme, dass bei diesem hohen Druck das ideale Gasgesetz immer noch gültig
ist.
[1.27 kg]
Übungen
Carnot
Stellen Sie den Carnot-Prozess durch eine Skizze im Temperatur/Druck Diagramm
dar.
Mischen idealer Gase
0.8 m3 Stickstoff (N2) und 0.2 m3 Sauerstoff (O2) werden bei p = 1 atm gemischt.
Um wieviel ändert sich die Entropie?
[+186 J/K]
Schmelzen von Eis
Am Rande der Skipiste schmilzt bei 0◦C 1 kg Eis und versickert im Schnee. Um
wieviel ändert sich die Entropie?
[+1222 J/K]
Panschen
Berechnen Sie die Gleichgewichtstemperatur und die Änderung der Entropie, wenn
[16.7◦C,
100 g Wasser von 0◦C mit 50 g Wasser von 50◦C gemischt werden.
2 J/K]
J. Watt
Wie groß ist der maximale Wirkungsgrad einer Dampfturbine, wenn die Dampf[22.3%]
temperatur am Eingang 175◦C und am Ausgang 75◦C betrgt?
Kühlung!
Ein Verbrennungsmotor habe eine Nutzleistung von 75 kW bei einem Wirkungsgrad von 68%. Die Eintrittstemperatur der Kühlwassers in deren Motor sei 75◦C.
Welche Förderleistung (in Litern pro Sekunde) muss die Kühlwasserpumpe liefern,
um die optimale Betriebstemperatur des Motors von 90◦C zu gewährleisten?
[0.56 l/s]
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