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Wann Siedet Wasser, Wo liegt die Thermalquelle?

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Tags: Folgen und Reihen, Grenzwert

 
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Frueschluft

Frueschluft aktiv_icon

12:49 Uhr, 03.08.2020

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Aufgabe: Die Temperatur des Gesteins nimmt im Erdinneren hin um etwa 3 Grad je 100m Tiefe zu. In Mitteleuropa herrscht in 25m Tiefe eine Temperatur von etwa 10°C.

a) In welcher Tiefe siedet das Wasser?
b) Aus welcher Tiefe kommt eine 45°C ware Thermalquelle?

Ich habe bei a) so gerechnet:

100° - 12.25° = 87.75°
87.753=29.25
29.25100=2925

In 2925m tiefe siedet das Wasser bei 100°

Diese Lösung stimmt nicht, richtig wäre 3025m. Wie komme ich auf 3025?

Zu b) habe ich folgendes gerechnet:

45-12.25=32.75
32.753=10.916
10.916100=1091.6

In 1091.6m liegt die Quelle.
Richtig wäre hier jedoch 1200m.

Wie komme ich hier auf die richtige Lösung?

Hoffe ihr könnt mir bei beiden Helfen.




Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Grenzwert (Mathematischer Grundbegriff)
Regel von l'Hospital (Mathematischer Grundbegriff)
Wichtige Grenzwerte

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Roman-22

Roman-22

13:20 Uhr, 03.08.2020

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Die Lösung berücksichtigt offenbar die Luftdruckänderung nicht und geht von einem Siedepunkt bei 100° C aus.

Stelle doch einfach die lineare Funktion, die die Temperatur τ (°C) in Abhängigkeit von der Tiefe t(m) angibt, auf.
Du kennst τ(25m)=10 °C und zB τ(125m)=13 °C.

Daraus kannst du Anstieg und Ordinatenabschnitt leicht errechnen.

Danach löst du dann die Gleichung τ(t)=100 °C nach t auf und erhältst tatsächlich 3025m als Ergebnis.

Die gleiche lineare Funktion kannst du dann auch gleich für b) verwenden, denn du musst da nur τ(t)=45 °C nach t auflösen. Man darf hier offenbar voraussetzen, dass das Thermalwasser beim Aufstieg durch die kühleren Erdschichten nicht auskühlt.
Die in deiner Lösung angegebenen 1200m sind eine Näherung für das Ergebnis, welches rund 1191,7m beträgt.

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pivot

pivot aktiv_icon

13:23 Uhr, 03.08.2020

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Hallo,

das Wasser siedet ja bei ca. 100° Celsius. Also muss noch 90°(=100°-10°) Grad addiert, wenn man sich in 25m befindet. 3° Celsius pro 100m nimmt die Temperatur zu. Oder anders herum formuliert: Wenn die Temperatur um 3° zunimmt, dann nimmt die Tiefe um 100m zu. Das macht dann eine notwendige Höhendifferenz von 90°100m3°=30°100m1°=3000m. Zum Schluss die Tiefe addieren, bei der eine Temperatur von 10° Celsius herrscht.

Ist das nachvollziehbar?

Gruß
pivot


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