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Eiswürfelfrage

 
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LOWI_INN
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Anmeldungsdatum: 24.10.2015
Beiträge: 140
Wohnort: AT

BeitragVerfasst am: Mo Feb 20, 2017 5:26 pm    Titel: Eiswürfelfrage Antworten mit Zitat

im CBT, im SkyTest, in der Vimana-Software, als auch im Buch "Denksport Physik" findet man jeweils eine Variation der "Eiswürfelfrage", lustigerweise mit unterschiedlichen Antworten.

Auch wenn man die Suchfunktion hier im Forum benützt, erhält man ebenso gegensätzliche Antworten zu dem Problem.

Ich versuche es daher hier nochmal in den Raum zu stellen.

Versuchsaufbau 1: Ein Eiswürfel schwimmt(!) in einem mit Wasser gefüllten Gefäß. Wenn der Eiswürfel geschmolzen ist, wird der Wasserspiegel dann

a) gleich bleiben
b) sinken
c) steigen

Ich bin für Antwort a), da der Eiswürfel genausoviel Wasser verdrängt, wie er Gewicht(!) hat (archimedisches Prinzip). Schmilzt der Eiswürfel, so nimmt seine Dichte zwar zu, wodurch der Wasserspiegel sinken müsste, aber im Endeffekt wird es sich genau mit der verdrängten Menge des Wassers ausgleichen, insofern bleibt der Wasserspiegel gleich.

Ist diese Erklärung schlüssig und korrekt?

Anders sieht es für mich bei folgender Versuchsanordnung aus:

Versuchsanordnung 2:

Ein Eiswürfel ist in einem mit Wasser gefüllten Gefäß unterhalb der Oberfläche in einer Konstruktion befestigt(!), wird also festgehalten. Wenn der Eiswürfel schmilzt, was passier mit dem Wasserspiegel?

a) bleibt gleich
b) sinkt
c) steigt

Hier ist der Sachverhalt für mich logisch, da der Eiswürfel vollständig unter der Oberfläche befestigt ist. Schmilzt er, nimmt das Volumen ab (bzw. die Dichte zu) - der Wasserspiegel sinkt.

Genau genommen müsste man auch die Wassertemperatur kennen, ob sie größer oder kleiner gleich 4°C ist.

Hat das Wasser z.B. eine Temperatur von 3°C sinkt die Temperatur minimal (durch das Schmelzen des Eiswürfels) und das Volumen wird größer --> der Spiegel steigt!
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curry-king
Captain
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Anmeldungsdatum: 29.10.2011
Beiträge: 72
Wohnort: LSZB

BeitragVerfasst am: Di Feb 21, 2017 10:35 am    Titel: Antworten mit Zitat

Deine Überlegungen sind genau richtig. Und wenn keine weiteren Informationen, wie z. B. die Wassertemperatur, angegeben sind, dann gehst du vom einfachsten Fall aus.

Gruß und viel Erfolg beim Test!
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