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Tags energieerhaltung, energieerhaltungssatz, kalorik, kinetische energie, physik, potentielle energie, temperatur, thermodynamik, wasser, wärmekapazität, wärmelehre, énergie Difficulty Points 2 Language Type Quantity Last modified 4 months, 2 weeks ago Initial Version by Urs Zellweger (urs)	Kalorik (urs) AG - Wasserfall (urs)	0

Exercise

Welche Temperaturerhöhung könnte in einem Wasserfall von $\SI{20}{m}$ Höhe maximal auftreten, wenn das Wasser am oberen Ende schon eine Geschwindigkeit von $\SI{4}{\meter\per\second}$ besitzt? $\star$

Short Solution

$\SI{0.05}{\degreeCelsius}$

Solution

Das Wasser hat am oberen Ende des Wasserfalles potentielle und kinetische Energie, die sich unten in Wärme verwandeln könnte; die maximale Temperaturerhöhung ist daher: \begin{align} Q &= \Ekin + \Epot\\ cm\cdot \Delta \theta &= \frac{1}{2}mv^2+mgh\\ \Delta \theta &= \frac{1}{c}\left(\frac{1}{2}v^2+gh\right)\\ \Delta \theta &= \SI{0.0497}{\degreeCelsius} \end{align}

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