Thermodynamik Wasser erhitzen durch Schütteln

Question

Hallo liebe Community,

ich habe mal wieder ein Problem welches ich nicht lösen kann. Vielleicht fällt einem von euch ja was ein.

Aufgabe:

Sie wollen Kaffee kochen, um die nächsten Aufgaben konzentriert bearbeiten zu können,
müssen aber feststellen, dass Ihr Herd nicht funktioniert (und jede andere Maschine auch
nicht.) Angenommen, Sie füllen 15C warmes Leitungswasser in eine Thermoskanne und
wollen dieses durch Schütteln erwärmen. Das Wasser fällt bei jeder Schüttelbewebung um
30cm und Sie heben die Thermoskanne 30 mal pro Minute. Wie lang müssen Sie die Thermoskanne
schütteln, bis das Wasser 100C erreicht hat? (Vernachlässigen Sie jeden Wärmeverlust
durch die Kanne.)

Problem/Ansatz:

Ich hätte gedacht irgendwas mit kindetischer Energie weil das Wasser fällt? Ich hab garkeinen Ansatz dafür... Aus den Formeln für Wärmeenergie und Arbeit für die innere Energie werd ich auch nich schlauer.

Answer 1

Hallo

du hebst die Kanne und damit das Wasser 0,3m erhöhst als seine Lageenergie um m*g*h, dann wird wohl angenommen das geht über den Umweg kinetische Energie in Wärme über. also hast du in 1 Min

30*0,3*M*g,  in x Min x mal so viel

um die Masse M von 15°C auf 100°C zu erwärmen brauchst du die Wärmeenergie  Q= c_w*M*85°K mit c_w=4,19J/gK

in x Min willst du das erreichen .M kürzt sich raus und du kannst x bestimmen.

Gruß lul

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Hey Danke für die Hilfe.