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Die Aufgabe hier einmal in der Originalfassung zu präsentieren, wäre das vielleicht möglich .... ?Das steht so in der 3. Aufgabe der Physikolympiade. Dort ist ein Graph gezeichnet und 3 verschiedene Exmperimente aufgeführt. Man soll jetzt prüfen, welches dieser Experimente dem Graphen entspricht.
Das mit der Vorspannung steht so im Text drin. Der Graph startet auch erst bei 20.
Flummi habe ich bereits ausgeschlossen. Beim Wasser bin ich von dem Ansatz ausgegangen "Erhitzen von Wasser ist Wärme" mit V, m, t, P und Q usw.
Aber bei dem Kondensator komme ich nicht weiter. Ich weiß nicht wie ich das physikalisch begründen soll, dass der Graph nicht dieser Funktion entspricht. Daher wollte ich zumindest über die Zahlenwerte berechnen ob der Kurvenverlauf stimmt.
... Was ich so ansetzen würde :Wenn man die Erwärmung der 100g Wasser durch den Heizer mit 350W ohne Wärmeverluste beschreibt, so gilt:
\[P\cdot t=c\cdot m\cdot \Delta T\]
Das gibt die Funktion:
\[T=20^o+{P\over c\cdot m}\cdot t\]
mit den Anfangswerten: t=0 T=20° ; t=20s T=36,7° ; t=40s T=53,4°
Die anfängliche Steigung stimmt also schon einmal recht gut überein.
Nun gilt es, die Wärmeverluste irgendwie zu berücksichtigen.
\[I \ dt \ = \ d \ Q \ = \ C \ dU \] \[ \frac {U_{max} \ - \ U}{R} dt \ = \ C \ dU \]\[ dt \ = \ RC \ \frac {dU}{U_{max} \ - \ U} \]Aufladung eines Kondensators mit 6,8 myF über einem Widerstand mit 3,3 M-Ohm.
Der Kondensator ist anfänglich mit 20 V aufgeladen.
Wie verläuft der Graph, der die Kondensatorspannung V als Funktion der ß8ß9Zeit in Sek. darstellt?