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Übungsaufgaben
Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.
A1
Speiseöl in der Pfanne
AFB IIn einer Pfanne sind 0,4 kg Speiseöl (c = 2000 J/(kg·K)) mit 20 °C. Die Herdplatte führt dem Öl insgesamt 48 kJ zu. Löse E = c · m · ΔT nach ΔT auf und stoppe das Thermometer bei der Temperatur, die das Öl dann erreicht.
Rechne zuerst aus, bei welchem Anzeigewert du stoppen musst. Dann ▶ drücken und im richtigen Moment „Stopp“. Bei reduzierter Bewegung heizt du schrittweise mit „Heizen +“. Tastatur: Tab zu den Knöpfen, Enter drückt, → heizt einen Schritt.
ΔT = 48 000 J : (2000 J/(kg·K) · 0,4 kg) = 60 K. Das Öl steigt also von 20 °C auf 80 °C. Dieselben 48 kJ würden 0,4 kg Wasser nur um gut 28 K erwärmen.
Stelle zuerst um: ΔT = E : (c · m). Denk daran, 48 kJ in Joule umzurechnen.
48 000 : (2000 · 0,4) = 48 000 : 800 — und dann die Anfangstemperatur 20 °C nicht vergessen.
A2
Der Rechenweg in fünf Schritten
AFB IBeschreibe den Rechenweg einer E = c · m · ΔT-Aufgabe, indem du die Arbeitsschritte in die richtige Reihenfolge bringst.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Gegeben notieren: Stoff, Masse und beide Temperaturen.
2Den c-Wert des Stoffes in der Tabelle nachschlagen.
3Die Masse in Kilogramm umrechnen (Gramm : 1000, Liter Wasser ≈ kg).
4Die Temperaturdifferenz bilden: ΔT = Endtemperatur − Anfangstemperatur.
5Einsetzen und ausrechnen: E = c · m · ΔT.
Die beiden mittleren Schritte sind vertauschbar — der letzte nie. Wer zuerst einsetzt und dann umrechnet, hat schon verloren.
Bevor eingesetzt wird, müssen alle Größen vorliegen — und zwar in den richtigen Einheiten.
Notieren → c nachschlagen → Masse in kg → ΔT bilden → einsetzen. Das Einsetzen kommt immer zuletzt.
A3
Erwärmung und Energie verbinden
AFB IIWerte jede Erwärmung aus und verbinde sie mit der passenden Energie. Nutze c(Wasser) = 4200, c(Aluminium) = 900, c(Eisen) = 450 und c(Blei) = 130, jeweils in J/(kg·K).
Klicke links eine Erwärmung an und dann rechts die passende Energie — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Die letzte Zeile ist verblüffend: 2 kg Blei um 50 K zu erwärmen kostet weniger Energie als 1 kg Wasser um 10 K. Der c-Wert schlägt Masse und Temperaturdifferenz zusammen.
E = c · m · ΔT — c nachschlagen, dann einfach multiplizieren.
Zum Beispiel Blei: 130 · 2 · 50 = 13 000 J.