Welche Magneten sind bei Raumtemperatur magnetisch?

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Welche Magneten sind bei Raumtemperatur magnetisch?

Antwort

Verwandte Fragen

Was ist das Oersted-Experiment?

Wie stark erwärmt sich ein 30 m³ großer Raum bei 15 °C durch das Verbrennen von 100 ml Brennspiritus?

Wie stark kann ein elektromagnetisches Feld sein?

Wie stark erhöht das Verbrennen von 100 ml Ethanol die Temperatur in einem 30 Kubikmeter großen Raum bei 20 Grad?

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Bei Raumtemperatur sind vor allem Ferromagnete magnetisch. Zu den häufigsten ferromagnetischen Materialien gehören: 1. **Eisen (Fe)** 2. **Nickel (Ni)** 3. **Kobalt (Co)** 4. **Gadolinium (Gd)** 5. **Dysprosium (Dy)** Diese Materialien behalten ihre magnetischen Eigenschaften bei Raumtemperatur und sind daher in vielen Anwendungen, wie z.B. in Elektromotoren, Lautsprechern und Magneten für den Alltag, weit verbreitet.

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Das Oersted-Experiment ist ein berühmtes physikalisches Experiment, das 1820 von dem dänischen Physiker Hans Christian Oersted durchgeführt wurde. Dabei entdeckte Oersted, dass ein elek... [mehr]

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Das Oersted-Experiment ist ein berühmtes physikalisches Experiment, das 1820 von dem dänischen Physiker Hans Christian Oersted durchgeführt wurde. Dabei entdeckte Oersted, dass ein elektrischer Strom durch einen Draht ein Magnetfeld erzeugt. Im Experiment zeigte Oersted, dass eine Kompassnadel, die sich in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters befindet, abgelenkt wird. Das war der erste direkte Nachweis dafür, dass Elektrizität und Magnetismus miteinander verbunden sind. Diese Entdeckung legte den Grundstein für das Gebiet des Elektromagnetismus. Zusammengefasst: Das Oersted-Experiment zeigt, dass ein elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt und damit Elektrizität und Magnetismus zusammenhängen.

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Um diese Frage zu beantworten, müssen wir einige Annahmen treffen und mit physikalischen Formeln arbeiten. **Gegeben:** - Raumvolumen: 30 m³ - Anfangstemperatur: 15 °C - Brennspiritusme... [mehr]

Accepted Answer

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir einige Annahmen treffen und mit physikalischen Formeln arbeiten. **Gegeben:** - Raumvolumen: 30 m³ - Anfangstemperatur: 15 °C - Brennspiritusmenge: 100 ml (0,1 Liter) - Brennwert von Brennspiritus (Ethanol, C₂H₅OH): ca. 29,7 MJ/kg - Dichte von Ethanol: ca. 0,789 kg/l **Schritt 1: Masse des Brennspiritus berechnen** 0,1 l × 0,789 kg/l = 0,0789 kg **Schritt 2: Energiegehalt berechnen** 0,0789 kg × 29,7 MJ/kg = 2,345 MJ = 2.345.000 Joule **Schritt 3: Energiebedarf zur Erwärmung der Luft berechnen** Spezifische Wärmekapazität von Luft: ca. 1.000 J/(kg·K) Dichte von Luft: ca. 1,2 kg/m³ Masse der Luft im Raum: 30 m³ × 1,2 kg/m³ = 36 kg Benötigte Energie für 1 K Temperaturerhöhung: 36 kg × 1.000 J/(kg·K) = 36.000 J/K **Schritt 4: Temperaturerhöhung berechnen** 2.345.000 J / 36.000 J/K ≈ 65,1 K **Ergebnis:** Theoretisch würde sich der Raum um etwa **65 Grad Celsius** erwärmen, wenn die gesamte Energie des Brennspiritus vollständig und verlustfrei an die Raumluft abgegeben wird. **Wichtige Hinweise:** - In der Praxis gibt es Verluste (Wärmeabgabe an Wände, Fenster, Abzug durch Lüftung etc.), sodass die tatsächliche Erwärmung deutlich geringer ausfällt. - Das Verbrennen von Spiritus in geschlossenen Räumen ist gefährlich (Brand- und Erstickungsgefahr)! **Quellen:** - [Brennwert Ethanol](https://de.wikipedia.org/wiki/Ethanol#Energiegehalt) - [Spezifische Wärmekapazität Luft](https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmekapazit%C3%A4t) - [Dichte Luft](https://de.wikipedia.org/wiki/Luft#Dichte)

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Die Stärke eines elektromagnetischen Feldes kann sehr unterschiedlich sein und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Stromstärke, der Bauweise des Elektromagneten und dem v... [mehr]

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Die Stärke eines elektromagnetischen Feldes kann sehr unterschiedlich sein und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Stromstärke, der Bauweise des Elektromagneten und dem verwendeten Material. **Magnetische Flussdichte (B-Feld):** - Die Stärke eines Magnetfelds wird meist in Tesla (T) gemessen. - Ein typischer Haushaltsmagnet hat etwa 0,01 bis 0,1 Tesla. - Starke Elektromagnete in Laboren erreichen mehrere Tesla, z. B. 10–20 T. - Die stärksten stationären Labormagnete erreichen derzeit etwa 45 T (z. B. im National High Magnetic Field Laboratory, USA: [https://nationalmaglab.org/](https://nationalmaglab.org/)). - Pulsierende Magnetfelder (nur für sehr kurze Zeit) können sogar über 100 T erreichen. **Elektrische Feldstärke (E-Feld):** - Die elektrische Feldstärke wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen. - In der Praxis sind Felder von einigen 100.000 V/m (z. B. bei Hochspannungsleitungen) möglich. - In Laboren können mit speziellen Vorrichtungen auch Felder von mehreren Millionen V/m erzeugt werden. **Grenzen:** - Die praktische Grenze wird durch Materialeigenschaften (z. B. Sättigung von Eisenkernen), Kühlung und die Gefahr von elektrischen Durchschlägen gesetzt. - Theoretisch gibt es auch eine sogenannte Schwinger-Grenze (~4,4 × 10^9 T), bei der das Vakuum selbst instabil wird, aber solche Felder sind mit heutiger Technik unerreichbar. **Zusammengefasst:** Mit heutiger Technik sind stationäre Magnetfelder bis etwa 45 Tesla und elektrische Felder bis einige Millionen Volt pro Meter möglich. In Spezialfällen (z. B. Pulsfelder) können Magnetfelder kurzfristig noch deutlich stärker sein.

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Um diese Frage zu beantworten, müssen wir berechnen, wie viel Energie beim Verbrennen von 100 ml Ethanol freigesetzt wird und wie stark diese Energiemenge die Temperatur eines Raumes mit 30 m&sup... [mehr]

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Um diese Frage zu beantworten, müssen wir berechnen, wie viel Energie beim Verbrennen von 100 ml Ethanol freigesetzt wird und wie stark diese Energiemenge die Temperatur eines Raumes mit 30 m³ Luftvolumen erhöht. **1. Energiegehalt von Ethanol:** - Dichte von Ethanol: ca. 0,789 g/ml - Masse von 100 ml Ethanol: 100 ml × 0,789 g/ml = 78,9 g - Brennwert von Ethanol: ca. 29,7 kJ/g Energie beim Verbrennen: 78,9 g × 29,7 kJ/g = **2.344 kJ** (gerundet) **2. Luft im Raum:** - Volumen: 30 m³ = 30.000 Liter - Dichte von Luft (bei 20 °C): ca. 1,2 kg/m³ - Masse der Luft: 30 m³ × 1,2 kg/m³ = **36 kg** **3. Spezifische Wärmekapazität von Luft:** - ca. 1,0 kJ/(kg·K) **4. Temperaturerhöhung berechnen:** Formel: ΔT = Energie / (Masse × Wärmekapazität) ΔT = 2.344 kJ / (36 kg × 1,0 kJ/(kg·K)) ΔT = 2.344 / 36 ΔT ≈ **65,1 K** (bzw. °C) **Fazit:** Das vollständige Verbrennen von 100 ml Ethanol würde die Temperatur eines geschlossenen Raumes mit 30 m³ Luft um etwa **65 °C** erhöhen – vorausgesetzt, die gesamte Wärme bleibt im Raum und es gibt keine Verluste (was in der Praxis nicht der Fall ist). **Wichtiger Hinweis:** In der Realität entweicht ein Teil der Wärme, und die Verbrennung von Ethanol setzt auch Wasserdampf und CO₂ frei, was zu Kondensation und Luftfeuchtigkeit führen kann. Außerdem ist das Verbrennen von Ethanol in geschlossenen Räumen gefährlich und sollte nicht durchgeführt werden!