Innere Energie (2)

Weltweit nutzt man zur Angabe einer Temperatur die Einheit Grad Celsius ($°\text{C}$). Ausnahmen sind lediglich die Vereinigten Staaten von Amerika, die Bahamas, Belize und die Cayman Islands. Hier verwendet man die Fahrenheitskala ($°\text{F}$).

Eine Temperatur $T_F$, die in $°\text{F}$ gegeben ist, lässt sich mithilfe folgender Formel in eine Angabe $T_C$ in $°\text{C}$ umrechnen:

$(T_F − 32) \cdot \frac{5}{9} = T_C$

Beurteile die folgenden Fragen, indem du jeweils in die Einheit $°\text{C}$ umrechnest.

1. Dein Fieberthermometer zeigt $98°\text{F}$ an. Grund zur Panik?
2. Der Wetterbericht für New York sagt eine Temperatur von $20°\text{F}$ voraus. T-Shirt-Wetter?

Erkläre, ob Wasser für ein Flüssigkeitsthermometer infrage kommt, das einen Bereich zwischen

1. $-20\text{°C}$ und $50\text{°C}$
2. $1\text{°C}$ und $40\text{°C}$

abdecken soll.

Zur Kühlung deiner Limonade von $400\,\text{g}$ bei einer sommerlichen Temperatur von $25\text{°C}$ gibst du zwei Eiswürfel von je $10\,\text{g}$ hinzu. Diese entnimmst du frisch dem Gefrierfach mit einer Temperatur von $-15\text{°C}$.

1. Bestimme zunächst die Energie, die zum Erwärmen des Eises auf $0\text{°C}$ nötig ist.
2. Auch das anschließende Schmelzen (ohne Temperaturerhöhung) des Eises benötigt Energie, diese ist das Produkt aus der spezifischen Schmelzenergie $e_s$ und der Masse, also $E_S=e_S\cdot m_E$. Berechne auch die Schmelzenergie.
3. Berechne nun die Endtemperatur, die sich in dem Glas einstellt. Vernachlässige dabei den Energieaustausch mit der Umgebung.

Lea will sich Tee kochen und gibt dafür $1\,\text{l}$ Wasser bei einer Temperatur von $15°\text{C}$ in einen Wasserkocher mit einer Leistung von $2000\,\text{W}$. Wie lange muss sie warten, bis das Wasser kocht? Berechne.