Joule, Anwendungen 1 Angenommen, man hätte 1 kJ (1000 Joule) zur Verfügung. Um wieviel Grad Celsius kann ein Liter Wasser damit erwärmt werden. Hinweis: Um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen, benötigt man etwa 4.18 Joule. Wie lange brennt eine Glühbirne mit der Angabe 100 Watt? Welche Masse kann von 0 m/s auf 1 m/s beschleunigt werden. Ekin = ½ · m · v2 Wieviele Herzschläge resp. wie lange kann das Herz pochen? Annahme: die Leistung des Herzens betrage 1 Watt. Bei einer späteren Aufgabe ('Pentanexplosion') werden 6.8 kJ freigesetzt. Um wieviele Meter könnte ein Chemielehrer mit dieser Energie hochgehoben werden ?

Frage: (thermo-1)    

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Angenommen, man hätte 1 kJ (1000 Joule) zur Verfügung.

1. Um wieviel Grad Celsius kann ein Liter Wasser damit erwärmt werden.
       Hinweis: Um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen, benötigt man etwa 4.18 Joule.
2. Wie lange brennt eine Glühbirne mit der Angabe 100 Watt?
3. Welche Masse kann von 0 m/s auf 1 m/s beschleunigt werden. E_kin = ½ · m · v²
4. Wieviele Herzschläge resp. wie lange kann das Herz pochen? Annahme: die Leistung des Herzens betrage 1 Watt.
5. Bei einer späteren Aufgabe ('Pentanexplosion') werden 6.8 kJ freigesetzt. Um wieviele Meter könnte ein Chemielehrer mit dieser Energie hochgehoben werden ?

Textantwort:

1. Erwärmung um ca. 0.239 ℃
2. Die Angabe 100 Watt bedeute, dass pro Sekunde 100 Joule benötigt werden. Somit kann die Glühbirne 10 Sekunden betrieben werden
3. E_kin = ½ · m · v²
       1000 J = ½ · x · 1²
       x = 2000 kg
4. 1 Watt = 1 Joule pro Sekunde. Somit kann das Herz 1000 Sekunden (ca 1/4 h) schlagen
5. E_pot = m·g·h
       mit Chemieleher 68 kg (circa !)
       mit g = 10 m/s²
       h = E_pot /(m·g) = 6800 J/(68 kg·10m/s²⁾ = 10 Meter

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