Bei der Frage unter welcher Kugel weiterhin Eis schmilzt spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Zunächst einmal ist es wichtig zu beachten: Dass beide Kugeln die gleiche Masse und 🌡️ haben. Die Masse ist aber nicht der entscheidende Faktor, allerdings das Volumen der Kugeln.
Die Aluminiumkugel hat ein größeres Volumen als die Kupferkugel, da Aluminium eine geringere Dichte als Kupfer hat. Dadurch verdrängt die Aluminiumkugel mehr Schnee und bringt dadurch mehr Eis zum Schmelzen.
Ein weiterer Faktor » der eine Rolle spielt « ist die Wärmeleitfähigkeit der beiden Metalle. Kupfer hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium. Das bedeutet – dass Kupfer Wärme effizienter von der Kugel auf das Eis überträgt als Aluminium. Daher könnte man annehmen: Dass unter der Kupferkugel mehr Eis schmelzen würde.
Allerdings ist der Unterschied in der Wärmeleitfähigkeit zwischen Kupfer und Aluminium nicht sehr groß. Der Hauptgrund, warum unter der Aluminiumkugel mehr Eis schmilzt ist die größere Oberfläche der Aluminiumkugel. Die Oberfläche einer Kugel steigt quadratisch mit dem Radius. Da die Aluminiumkugel größer ist als die Kupferkugel, hat sie eine größere Oberfläche und kann dadurch mehr Wärme auf das Eis übertragen.
Zusätzlich spielt die spezifische Wärmekapazität der beiden Metalle eine Rolle. Die spezifische Wärmekapazität gibt an ebenso wie viel Wärmeenergie ein Material aufnehmen kann um seine Temperatur zu erhöhen. Die spezifische Wärmekapazität von Aluminium ist deutlich höher als die von Kupfer. Das bedeutet – dass in der Aluminiumkugel mehr Wärmeenergie enthalten ist als in der Kupferkugel ebenfalls wenn beide die gleiche Masse und Temperatur haben. Dadurch wird mehr Wärmeenergie auf das Eis übertragen und somit mehr Eis geschmolzen.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Dass unter der Aluminiumkugel mehr Eis schmilzt als unter der Kupferkugel. Dies liegt vor allem an der größeren Oberfläche der Aluminiumkugel die mehr Wärme auf das Eis übertragen kann und auch an der höheren spezifischen Wärmekapazität von Aluminium die mehr Wärmeenergie enthält. Die Wärmeleitfähigkeit spielt eine geringere Rolle da der Unterschied zwischen Kupfer und Aluminium in diesem Bereich nicht signifikant ist.
Eis schmilzt mehr unter einer Aluminiumkugel als unter einer Kupferkugel mit gleicher Masse und Temperatur - Warum?
Unter welcher Kugel schmilzt mehr Eis, wenn eine Aluminiumkugel und eine Kupferkugel mit gleicher Masse und Temperatur auf Eis gelegt werden, und warum?