Stahlkugel abkühlen

Eine Stahlkugel (Durchmesser 20 cm, Dichte 7.8 kg/m³, spezifische Wärmekapazität 500 J/(K kg)) wird auf 200°C erwärmt und dann bei einer Umgebgungstemperatur von 10°C abgekühlt. Nach ?? Sekunden weist die Kugel noch eine Temperatur von 150°C auf. Vernachlässigen Sie das Temperturgefälle im innern der Kugel und gehen Sie von einem gleichbleibenden Wärmeleitwert zwischen Kugel und Umgebung aus.

1. Wie viel Energie und wie viel Entropie gibt die Kugel insgesamt ab?
2. Wie viel Entropie wird durch das Abkühlen insgesamt produziert?
3. Wie stark ist der mittlere Wärmeenergiestrom, der von der Kugel an die Umgebung wegfliesst?
4. Bestimmen Sie aus dieser Abschätzung den Wärmeleitwert und den Wärmeübergangskoeffizienten
5. Wie lange würde es mit diesen Annahmen dauern, bis die Kugel auf 50°C abgekühlt ist?