Springen naar inhoud

Bepaling smeltwarmte van ijs


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 12:32

Ik heb een praktische opdracht voor het bepalen van de smeltwarmte van ijs. Ik heb veel hulp gehad van 2 andere topics, alleen als ik mijn gegevens invul, komt er een antwoord uit dat in de verste verte niet overeenkomt met de waarde uit BINAS. (namelijk 334 ∙ 10^3 J/kg). Hier mijn gegevens en een deel van mijn berekening:

Stofm(kg)C (J/kgK)ΔT(K)Q(J)T eindTbegin
Water0,1.6,5271724,531
IJs (T<0)14,06.4.0-4
IJswater (T>0)14,06.24,5.24,50
Joulemeter.59,7144,5.24,520



Er gebeuren meerdere dingen:
(1) het water koelt af; (+ p)
(2) het ijs warmt op tot 0 C; (+ q)
(3) het ijswater warmt op; (+ r)
(4) de joulemeter koelt af; ( - s )
(5) IJs smelt. (+ a)

(1) Qwater = mwater ∙ cwater ∙ ΔTwater = 0,100 ∙ 4,18 ∙ 10^3 ∙ (24,5 - 31) = -2717 J
(2) Qijs = mijs ∙ cwater ∙ ΔTijs = 0,01406 ∙ 4,18 ∙ 10^3 ∙ 4 = 2350,0832 J
(3) Qijswater = mijswater ∙ cwater ∙ ΔTijswater = 0,01406 ∙ 4,18 ∙ 10^3 ∙ 24,5 = 1439,8846 J
(4) Qjoulemeter = C ∙ ΔT = 59,714 ∙ - 4,5 = -268,713 J
(5) Qijs smelt = = J

In principe is er geen warmte-uitwisseling met de omgeving, en daarom geldt:

Qtotaal = (+ p) + (+ q) + (+ r) + (- s) + (+ a) J = 0 J
(-2717) + (2350) + (1440) + (-268,7) + (+ a) = 0 J
a = 804,3 J

Q ijs smelt = massa ∙ smeltwarmte = 0,01406 ∙ X = 804,3 J
X = 57204,83642 = 572 ∙ 10^2 J/kg.

Weet iemand wat ik fout doe? En hoe ik dat kan oplossen?

Alvast bedankt,
Lindy

Veranderd door Jan van de Velde, 19 december 2009 - 12:56
tabel leesbaar gemaakt.


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 12:59

Stofm(kg)C (J/kgK)ΔT(K)Q(J)T eindTbegin
Water0,1.6,5271724,531
IJs (T<0)14,06.4.0-4
IJswater (T>0)14,06.24,5.24,50
Joulemeter.59,7144,5.24,520


n probleem zie ik: je meent dat ijs dezelfde soortelijke warmtecapaciteit heeft als water. Dat is niet waar.

(2) Qijs = mijs ∙ cwater ∙ ΔTijs = 0,01406 ∙ 4,18 ∙ 10^3 ∙ 4 = 2350,0832 J

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 13:15

Bedankt voor de snelle reactie!
Inderdaad, dat heb ik over het hoofd gezien.. Maar als ik dat invul, kom ik uiteindelijk op een negatief antwoord:

(2) Qijs = mijs ∙ cwater ∙ ΔTijs = 0,01406 ∙ 2,2 ∙ 10^3 ∙ 4 = 123,728 J

Qtotaal = (+ p) + (+ q) + (+ r) + (- s) + (+ a) J = 0 J
(-2717) + (123,73) + (1440) + (-268,7) + (+ a) = 0 J
a = 1421,97 J
Q ijs smelt = massa ∙ smeltwarmte = 0,01406 ∙ X = -1421,97 J
X = - 101135,8464 J/kg

Er kan toch geen negatieve waarde zijn voor het aantal Joule dat nodig is om een kilo ijs te laten smelten?

Veranderd door Lindyyyyy, 19 december 2009 - 13:16


#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 13:33

we zullen eens zien of het helpt om consequenter met je plusjes en minnetjes om te gaan

Stofm(kg)C (J/kgK)ΔT(K)Q(J)T eindTbegin
Water0,14180-6,5-271724,531
IJs opwarmen (T<0)0,014062200+4+123.70-4
IJs smelten (T=0)0,01406?????+????+0-0
IJswater opwarmen (T>0)0,014064180+24,5+144024,50
Joulemeter-59,714+4,5+268,724,520

Als je in de Q-kolom de optelling maakt zie je dat je op de regel van ijs smelten + 885 J zult moeten invullen om op een Q van 0 J uit te komen
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 14:02

(4) de joulemeter koelt af; ( - s )

volgens de temperaturen in je tabel warmt die op.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 14:08

Als dan nu alles zou kloppen, is de smeltwarmte 62944,52 J/kg, wat erg weinig is. Bij het practicum is wel enige
warmte aan de omgeving afgestaan, dus dat zou een klein verschil kunnen verklaren. Maar het lijkt mij niet dat
dat zo veel is! Kan het zijn dat ik iets verkeerd gemeten heb of zie je nog een ander mankement aan mijn berekeningen?

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 14:24

Ik heb je berekeningen overgedaan, in mijn tabel staan die uitkomsten (die overigens getalsmatig eigenlijk niet van de jouwe verschillen)

Maar ergens zit er wel een frse fout :eusa_whistle: , en die zit niet (meer) in het rekenwerk........

Eigenlijk had op die regel "ijs smelten" iets van 0,01406 x 332 000 = + 4 668 J moeten staan. We missen dus ruwweg 3800 J.

Dit missende bedrag is vl groter dan alle berekende warmtestromen bij elkaar. We moeten ons dus inderdaad afvragen of je ergens iets niet helemaal mismeten hebt. Als je begonnen zou zijn met 0,1 kg water van 40C komen we al aardig dichterbij.

Of de massa ijs: 14 gram ijs was een ijsklont van ruwweg 2,5 x 2,5 x 2,5 cm. Was die wel zo groot? Als je in deze tabel de massa ijs halveert werkt dat twee kanten op: Je houdt meer J over voor het smelten, die je bovendien aan minder ijs hoeft te spenderen. We komen dan al in de buurt van de 240000 J/kg.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 15:08

Aha, dat zou heel goed kunnen! Nu ik er over nadenk ben ik bij het wegen van het ijsblokje niet zo nauwkeurig geweest.. :eusa_whistle:
Stel dat ik verder werk met het nieuwe antwoord (bij mij 276933 J/kg), is die afwijking met de
werkelijke waarde van 334000 J/kg dan acceptabel? En hoe is die afwijking dan te verklaren?

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 15:32

Nu ik er over nadenk ben ik bij het wegen van het ijsblokje niet zo nauwkeurig geweest.. ](*,)

Huh? En dan noteer je die massa als 14,06 g?

Stel dat ik verder werk met het nieuwe antwoord (bij mij 276933 J/kg),

:eusa_whistle: NOOIT MET JE GEGEVENS GAAN MODDEREN OM TOT EEN GEWENST EINDRESULTAAT TE KOMEN. ](*,)

Als je dit als een practicumverslag moet inleveren ben je wijzer alles te laten zoals het is. Leerlingen die bij mij in hun gegevens gaan zitten knoeien om redelijk uit te komen krijgen per definitie een onvoldoende.

Dan ga je natuurlijk wl in je discussie uitvoerig in op deze uitkomst die zr ver afwijkt van de theoretische waarde, en bespreek je mogelijke meetfouten/systeemfouten die tot deze vreemde uitkomst geleid zouden kunnen hebben.

eentje bedacht je er zelf al: warmte-uitwisseling van het systeem met de omgeving (ook tijdens het voorbereiden/wegen etc). Bespreek hoe je verwacht dat die geweest zouden kunnen zijn (WELKE KANT/KANTEN OP), en de verwachte invloed ervan op de eindtemperatuur.

Verder bespreek je n voor n je start-en eindwaarden, mogelijke fouten, en de mogelijke invloed van die fouten op het eindresultaat.

Je concludeert dat je de proef eigenlijk overnieuw zou moeten doen, en in dat geval krijg je van mij ondanks de meetblunder(s) (die er met(en) zijn) een dikke voldoende. Ik kan me geen collega's voorstellen die anders zouden handelen.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#10

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 december 2009 - 15:46

Nee, dat lijkt me inderdaad niet verstandig om mijn meetgegevens te gaan veranderen,
maar ik wil naast mijn berekeningen ook kunnen vertellen hoe ze zouden zijn als ik niet
die fout had gemaakt. Wat betreft het onnauwkeurig meten, ik heb gemeten met een
weegschaal die ik niet erg begreep, heb waarschijnlijk aan de verkeerde knop gedraaid
om het juiste getal te kunnen bepalen..

Maar erg bedankt voor de hulp, ik weet nu tenminste hoe het wl had gemoeten!

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 december 2009 - 15:58

Nee, dat lijkt me inderdaad niet verstandig om mijn meetgegevens te gaan veranderen,
maar ik wil naast mijn berekeningen ook kunnen vertellen hoe ze zouden zijn als ik niet
die fout had gemaakt.


Dan maak je simpelweg van die zelfde rekentabelletjes in je discussie onder het motto "what if"
- er warmte van buiten naar binnen lekte (en is dat waarschijnlijk??)
- er warmte van binnen naar buiten lekte (en is dat waarschijnlijk??)
- je water in het begin eigenlijk warmer was (en is dat waarschijnlijk??)
- je ijsklontje warmer was (en is dat waarschijnlijk??)
- je ijsklontje kleiner was (en is dat waarschijnlijk??)
etc.
Als je die tabel maakt in excel kun je eindeloos met waarden spelen om de invloed van een verandering te kunnen zien, maar met de hand enkele opties doorrekenen is in jouw geval waarschijnlijk verstandiger

Wat betreft het onnauwkeurig meten, ik heb gemeten met een
weegschaal die ik niet erg begreep, heb waarschijnlijk aan de verkeerde knop gedraaid
om het juiste getal te kunnen bepalen..

dan klinkt dat als de waarschijnlijkste misser.

Maar erg bedankt voor de hulp, ik weet nu tenminste hoe het wl had gemoeten!

Dat ga je dan in je discussie tonen...... :eusa_whistle:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

Lindyyyyy

    Lindyyyyy


  • 0 - 25 berichten
  • 22 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 december 2009 - 12:19

Wat kan je precies doen met zo'n What If-tabel in Excell? Het lijkt me wel een goeie,
alleen als ik google hoe ik dat moet doen, krijg ik enkel een uitleg die over een bepaalde
formule gaat (PMT). Dus hoe krijg ik het voor elkaar om mijn situatie aan Excell voor te leggen?
Of kan ik het beter zelf doen?

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 december 2009 - 12:27

De tabel met de gegevens zoals hierboven stop je precies zo in excel. In plaats van de getallen die je berekende (de Q's, de ΔT's en de soortelijke smeltwarmte van ijs), zet je in di velden de formules waarmee je die berekende. Daarna kun je met je gegevens gaan "spelen" en de gevolgen van je aanpassingen zien.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures