Resultate zu Eintrittstest FH

Hydrodynamik

1. 1. 0.063 m³/s
   2. 0.889 m/s
2. 1. 60 Minuten
   2. 1 Liter pro Minute
3. 1. 0.6 bar
   2. 1.8 bar
4. 1. 18.75 W
   2. 27-fach erhöhte Prozessleistung

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Elektrodynamik

1. 1. 0.06 A
   2. 3 V
2. 1. 1.59 Ω
   2. 2.95 A
3. 1. 0.36 W
   2. Leistungsverhältnis grosser zu kleinem Widerstand: bei Serieschaltung 3 : 1; bei Parallelschaltung 1 : 3
4. 1. 0.167s
   2. 0.275 s

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Translationsmechanik

1. 1. 20 Sekunden
   2. 93.75 m
   3. [math]v_{neu} = v_{alt} + a_{alt}\cdot\Delta t[/math]; [math]s_{neu} = s_{alt} + v_{alt}\cdot\Delta t[/math]
2. 1. 20.8 m/s²
   2. 350 N weg
   3. 108 kW
3. 1. 1.8 m/s
   2. 0.6 m/s
   3. einen Viertel
4. 1. 31.2 m
   2. 10 m/s²
   3. 175 N

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Thermodynamik

1. Die Kühltruhe bezieht aus dem elektrischen Netz eine mittlere Leistung von 50 W.
   1. Mit einer Prozessleistung von 50 W kann bei einer Temperaturdifferenz von 40 K ein Entropiestrom der Stärke 1.25 W/K gefördert werden.
   2. Der an die Umgebung abfliessende thermische Energiestrom ist gleich herrschende Temperatur mal Entropiestromstärke: I_W = 295 K * 1.25 W/K = 368.8 W.
2. In diesem System wird an zwei Orten Entropie produziert, in der Elektroheizung und beim Übergang der Wärme vom Speicher an die Umwelt.
   1. Die Entropieproduktionsrate ist gleich dissipierte Prozessleistung durch herrschende Temperatur, als gleich 350 W / 350 K = 1 W/K.
   2. Bei der Wärmeleitung bleibt die Energie erhalten und die Entropie nimmt maximal zu. Der Umwelt wird eine thermischer Energiestrom von 350 W zugeführt. Dieser Energiestrom wird von einem Entropiestrom der Stärke 1.246 W/K "getragen". Eine Integration (Summation) über zehn Minuten ergibt eine zugeführte Entropie von 747 J/K.
3. Bei thermischen Ausgleichsvorgängen, die von selbst ablaufen, bleibt die Energie erhalten und die Entropie nimmt maximal zu.
   1. Der Metallkörper gibt soviel Energie ab, wie das Kalorimeter aufnimmt, also 6 kJ/K * 12 °C = 72 kJ.
   2. Weil der Metallkörper 72 kJ liefern muss und er sich dabei um 18°C abkühlt, besitzt er eine Kapazität von 4 kJ/K.
4. Der Körper bildet zusammen mit der Umgebung ein thermisches RC-Glied.
   1. Die Körpertemperatur ändert sich mit einer Rate von 6.667 10^-3 K/s. Damit ändert sich sein Energieinhalt mit einer Rate von 146.7 W. Dies entspricht der Stärke des wegfliessenden Energiestromes.
   2. Der thermische Widerstand gegen die Umgebung beträgt: R_W = 24.8 K / 146.7 W = 0.169 K/W. Dies ergibt für eine Kapazität von 22'000 J/K eine Zeitkonstante (RC) von 3720 s. Damit der Körper seinen Temperaturüberschuss von 25°C auf 5°C reduzieren kann, benötigt er eine Abkühlzeit von 5987 s (Zeitkonstante mal ln 5).

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