gestern, nach dem 5. bier, fiel uns folgende situation ein, die wir nicht lösen konnten. vielleicht wurde das schon an anderer stelle beschrieben, ich denke aber eher nicht:
ein mann schleppt ein sack kohle in den ersten stock, schmeißt ihn runter, auf den kopf eines anderen. zack. tut weh. weil der sack kohle seine potentielle energie dazu nutzt um daraus kinetische zu machen. wenn der mann nun den sack kohle im ersten stock verbrennt und ihn dann runterschmeißt passiert nix. es rieselt nur staub. wo ist die energie? wärme. ok.
wenn der mann nun den sack kohle in den 107. stock raufschleppt hat der ne menge mehr potentielle energie. wenn er ihn da aus dem fenster schmeißt und der typ unten kriegts auf den kopf… nicht gut, da der sack ein beachtliches maß an kinetischer energie hat.
problem: wenn ich jetzt den sack kohle im 107. stock verbrenne, wird der wohl kaum heißer abbrennen, sprich, die potentielle energie kann mit dem verbrennen nichts zu tun haben. die abgegebene wärmeenergie entspricht also nicht der potentiellen energie. also: wo ist Epot hin? hat da jemand ne idee?
also eigentlich is das ja Banane ob du den Sack aus dem 50., 100. oder 150. Stock schmeisst, denn er hat zwar jeweils eine andere potentielle Energie, aber die Wucht der Aufpralls unten bleibt immer gleich, denn Irgendwann befinden sich Erdbeschleunigung und Reibung im Gleichgewicht und der Sack wird nicht schneller…
Wenn du nun Staub aus dem 107. Stock schmeisst, dann hat er ne höhere potentielle Energie, die er aber auf dem Weg nach unten abbaut. Und auch für Staub gilt das mit der Luftreibung. Wenn noch Wind dazu kommt wirds langweilig und der Staub kommt nie unten an.
Also potentielle Energie ist da, wird in kinetitsche Energie umgesetzt, welche dann durch Reibung mit der Luft teilweise in Wärme umgesetzt wird.
Das is meine Idee.
Aber ich bin nicht vom Fach
Grützi
gestern, nach dem 5. bier, fiel uns folgende situation ein,
die wir nicht lösen konnten. vielleicht wurde das schon an
anderer stelle beschrieben, ich denke aber eher nicht:
usw. usw.
problem: wenn ich jetzt den sack kohle im 107. stock
verbrenne, wird der wohl kaum heißer abbrennen, sprich, die
potentielle energie kann mit dem verbrennen nichts zu tun
haben. die abgegebene wärmeenergie entspricht also nicht der
potentiellen energie. also: wo ist Epot hin? hat da jemand ne
idee?
Ja.Weitere 5 Bier trinken und vielleicht ein anderes Brett wählen.
danke für deine antwort! nee, das mit der luft lass mal weg. wir stellen uns das im vakuum vor, dann gilt nämlich auch, dass die wucht auf keinen fall die gleiche ist. mit der luftreibung würden wir das nur verkomplizieren, da sich dann die oben „raufgeschleppte“ potentielle energie aufteilt in einen teil kinetische energie (die irgendwann, wie du schon sagst, aufgrund der luftreibung konstant bleibt, bzw. v bleibt konstant) und einen teil wärmeenergie, erzeugt durch die luftreibung.
weitere vorschläge?
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ein mann schleppt ein sack kohle in den ersten stock, schmeißt
ihn runter, auf den kopf eines anderen. zack. tut weh. weil
der sack kohle seine potentielle energie dazu nutzt um daraus
kinetische zu machen. wenn der mann nun den sack kohle im
ersten stock verbrennt und ihn dann runterschmeißt passiert
nix. es rieselt nur staub. wo ist die energie? wärme. ok.
Die potentielle Energie wird bei einer solchen Verbrennung nicht in Wärme umgewandelt. Verbrennung ist im Prinzip nichts anderes als eine chemische Reaktion, die dazu führt, dass das Endprodukt gasförmig ist, es wird nur inntere Energie umgewandelt. Sprich die Verbrennungsgase haben die gleiche potentielle Energie wie der Sack Kohle (bzw. dessen Inhalt).
Das Gas und die Asche, die Verbrennungsprodukte, könnten dann auch noch runter fallen. Wegen des Gasdrucks wird das Gas natürlich nicht so dicht gepackt unten landen wie das ursprüngliche Stück Kohle.
danke für deine antwort. das macht sinn. wenn ich mir also die chemische reaktion anschaue (in diesem fall C + O2 -> CO2) dann haben die C atome nach wie vor die potentielle energie, liegen nun aber als molekül/gas vor. was zurückbleibt ist die asche. irgendwelche oxide oder sowas. bin kein chemiker.
heißt, wenn wir es aufsplitten: der sack kohle ist oben aufgeteilt worden in asche + gas. würde ich die asche zusammen mit dem gas (rein theoretisch natürlich) nach unten schmeißen würde, würde ich die gleiche kinetische energie messen als wenn ich den kohlesack schmeißen würde.
stimmt das so?
gruß,
tommy
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irgendwie macht das für mich noch keinen richtigen Sinn.
Vielleicht liegt der Unterschied darin, dass man die Chemische und die Physikalische Energie nicht mischen darf?
Physikalisch hast DU durch das Heraufschleppen zwar Energie gewonnen, dann aber den Stoff chemisch umgewandelt.
Ansonsten wäre die umgewandelte Energie bei gleicher Verbrennung in jeder Etage des Gebäudes anders zu bewerten…
heißt, wenn wir es aufsplitten: der sack kohle ist oben
aufgeteilt worden in asche + gas. würde ich die asche zusammen
mit dem gas (rein theoretisch natürlich) nach unten schmeißen
würde, würde ich die gleiche kinetische energie messen als
wenn ich den kohlesack schmeißen würde.
stimmt das so?
Du würdest eine größere kinetische Energie messen. Beim Verbrennen wurde ja Sauerstoff gebunden, der aus der Atmosphäre entnommen wurde. Wenn wir mal von reinem Kohlenstoff ausgehen, dann werden aus je 12g Kohlenstoff unter Aufnahme von 32g Sauerstoff 44g CO2 gebildet. Wenn Du das gebildete CO2 auffängst, zu Trockeneis verarbeitest und dann nach unten wirfst, erfolgt der Aufprall unten tatsächlich fast dreimal so heftig wie wenn die Kohle alleine hinunter geworfen hättest.
Die potentielle Energie wird bei einer solchen Verbrennung
nicht in Wärme umgewandelt.
über die genaue Energiebilanz bin ich mir zugegebenerweise nicht im Klaren, aber ich denke doch, dass die Verbrennung des Kohlensacks mehr Wärmeenergie liefert, wenn man den Sack vorher in den zehnten Stock trägt. Warum? Gute Frage. Fest steht, dass der Luftdruck mit zunehmender Höhe geringer wird. Die Kohle ist deswegen im zehnten Stock eine Winzigkeit weniger stark zusammengedrückt als im Parterre. Die sich mit dem Suerstoff verbinden wollenden Kohlenstoffatome an der Oberfläche können folglich eine Spur leichter aus dem Festkörperverband raus, was zu einem kleinen Plus in der Energiebilanz führt, das in der Summe gerade die Hubarbeit ausmacht (Vermutung, keine Behauptung).
Hmm… was meinst Du? Bei dem alten Hut mit der zusammengedrückten Feder, die in einer Säure aufgelöst wird (wo bleibt die Spannenergie?), läßt sich die Antwort einfacher geben, finde ich *ärger*
Wenn man einen Sack Kohle nach oben schleppt, wird seine Masse grösser. Und zwar um den Betrag m=E/c², wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Dieser sehr kleine Massenzuwachs durch die potentielle Energie wird beim Verbrennen der Kohle nur zu einem sehr, sehr geringen Teil als zusätzliche Wärme wieder frei. Aber, wenn man den Sack Kohle mit einem gleichschwerden Sack Kohle aus Antimaterie zusammenbringt, kann man die potentielle Energie, die zu Masse geworden ist, in ziemlich warme Vernichtungsstrahlung umwandeln, wie auch die andere Kohle. Aber Schutzbrille aufsetzen und Abstand nehmen, am besten ca. ein Lichtjahr.
