Springen naar inhoud

[natuurkunde] Water (onder druk) opwarmen in flessen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

wkuipers

    wkuipers


  • >25 berichten
  • 80 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2005 - 18:25

We nemen 2 flessen van 1l in bijde doen we 500ml water. Dan draaien we fles 1 dicht en fles 2 daar persen we met een pomp wat lucht bij.
Nu pak je een pan kokend water en zet je bijde flessen er voor ongeveer 5 minuten in.

Zal er verschil zijn in temperatuur? Zo ja, welke wordt warmer..

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

#2


  • Gast

Geplaatst op 31 juli 2005 - 18:49

Is fles 2 dicht?

Als fles 1 gesloten is en fles 2 open dan gaat de druk in fles 1 stijgen maar in fles 2 niet en druk is recht evenredig met warmte, dus fles 1 warmt sneller op. (fles 2 is een open systeem: druk=cte, fles 1 is een gesloten systeem: druk verandert) zie Thermodynamica.

Als beide flessen gesloten zijn dan wordt fles 2 warmer want daar zit meer lucht in. Luchtmoleculen gaan sneller botsen waardoor er warmte vrijkomt (E=1/2*m*v^2), dus hoe meer luchtmoleculen hoe sneller het opwarmt.

#3

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2005 - 19:19

wkuipers,
Ik veronderstel dat je fles 2 ook dicht draait, anders kun je er geen lucht bij pompen he. Als dat inderdaad 2 gesloten flessen zijn, en je laat ze eerst nog op gelijke temperatuur komen( want door de bijgepompte lucht is fles 2 wel een beetje warmer geworden) dan zal de fles die de meeste massa inhoud heeft, het minst opwarmen . Dus fles 1 is warmer na 5 minuten.

Je zegt echter niet ( mogelijk per vergetelheid) dat je fles 2 ook dichtdraait. In dat geval helpt lucht bij pompen niet, maar goed.... Dus fles 1 gesloten ; fles 2, stop erop maar niet dicht gedraaid.
Beide flessen in kokend water: uit fles 2 zal in het begin lucht ontsnappen omdat die bij opwarming uitzet, en er zal zelfs een hoeveelheid waterdamp ontsnappen. Fles 2 bevat dan minder totale massa en zal dan ook na 5 minuten het warmst zijn.
Ik hoor graag je kommentaar hoor en eventueel dat van andere forum deelnemers ook :shock:

#4

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2005 - 19:29

Ik heb gemerkt dat zwiestein andere konklusies trekt dan ikzelf.
Als de druk in een fles stijgt zal de samengeperste lucht inderdaad "vanzelf " warmer worden. Maar uiteindelijk gaat het om de totale warmte overdracht van het kokende water naar de flesinhoud . Als die door samendrukken vanzelf al warmer wordt, zal de warmteoverdracht ook dalen omdat het temperatuurverschil binnen en buiten de fles kleiner wordt.
Graag je verdere opinie hoor :shock:

#5

sdekivit

    sdekivit


  • >250 berichten
  • 704 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2005 - 19:51

dus als er meer lucht in de fles zit (m = groter) bij eenzelfde warmteoverdracht, dan zal de fles waar meer lucht in is gepompt kouder zijn:

Q = c * m * delta T --> delta T = Q / (c*m).

als m toeneemt en q blijft gelijk, dan zal delta T afnemen.

#6

wkuipers

    wkuipers


  • >25 berichten
  • 80 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 juli 2005 - 21:18

Beide flessen zijn uiteraard dichtgedraaid ;)
Maar ik merk dat jullie er ook nog moeite mee hebben? :shock:

tijd voor een practicum zou ik haast zeggen ;)

#7

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 09:25

wkuipers,
Twee van de drie antwoorden zeggen wel hetzelfde hoor : de fles die ge grootste hoeveelhed massa bevat zal het traagst opwarmen :shock:

#8

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 10:20

Jullie vergeten in mijn beleving met jullie antwoorden het belangrijkste, namelijk de druk.

Als beide flessen dicht zijn en in één van de flessen is de druk hoger (meer lucht per volume eenheid) bij gelijk volume. Dan zal de fles met de hogere druk langzamer aan de "kook" komen. Als ik een pannetje water boven op bijvoorbeeld de Mont Blanc (waar de luchtdruk lager is) verwarm zal deze sneller koken aangezien het kookpunt lager ligt.

Bij bijvoorbeeld een snelkookpan wordt het kookpunt verhoogt waardoor het eten sneller gaar is. (vergelijkbaar met de fles 1)

Bij fles 2 is de druk nog hoger opgevoerd en zal het kookpunt nog hoger liggen.

Fles 2 zal dus het warmst worden!.

Massa heeft hier niets mee te maken aangezien in beide flessen 500ml water gaat en de flessen qua volume eenheid identiek zijn.

#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 11:01

Massa heeft hier niets mee te maken aangezien in beide flessen 500ml water gaat en de flessen qua volume eenheid identiek zijn.

Jawel, massa heeft er wel mee te maken. In de fles die onder druk is gezet zit nl. meer lucht(massa) die ook opgewarmd moet worden.

#10

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 11:10

Helly1975 ,
Na 5 minuten in heet water te liggen zal de inhoud van geen van beide flessen reeds het kookpunt bereikt hebben. Maar goed .
De lucht die bij geperst is in fles 2 heeft ook een massa en vergt calorieën om op te warmen. In die fles zit meer masa dus zal ze niet zo heet zijn als de andere fles.
Het enige waar ik je volg is : als je de flessen in een vloeistof legt die tot boven 100° Centigraden kan verwarmd worden, bvb olie, zal de fles waar vooraf reeds hogere druk inzit later en bij een hogere temperatuur,aan de kook komen dan die met lagere begindruk.

#11

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 11:36

Jawel, massa heeft er wel mee te maken. In de fles die onder druk is gezet zit nl. meer lucht(massa) die ook opgewarmd moet worden.


Ja en nee, de massa van het lucht wordt inderdaad groter, immers P=m.V. We hebben gelijk blijvend volume maar een hogere druk en dus een hogere massa. Ik schreef ook al in mijn post: (meer lucht per volume eenheid)

De massa zit dus al in de druk verwerkt en dus zodoende heeft de massa van de lucht er niets meer mee te maken, het is alleen nog de druk die bepalend is.

Voor een gas in een afgesloten ruimte geldt P.V / T =constant. Het geen dus betekent dat: Wanneer bijvoorbeeld bij een gelijkblijvend volume de druk van een gas toeneemt, dan moet de oorzaak daarvan gezocht worden in een verhoging van de temperatuur. Op basis van dezelfde gaswet kunnen we bovendien voorspellen dat, wanneer we de temperatuur nog verder opvoeren, de druk eveneens zal toenemen

#12

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 12:03

Helly1975,
de druk is alleen bepalend voor de temperatuur waarop de fles inhoud zal koken, maar het blijft een feit dat de fles met de grootste massa het traagst zal opwarmen hoor

#13

Helly1975

    Helly1975


  • >250 berichten
  • 767 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 12:16

Helly1975,
de druk is alleen bepalend voor de temperatuur waarop de fles inhoud zal koken, maar het blijft een feit dat de fles met de grootste massa het traagst zal opwarmen hoor


Leg mij dat laatste feit volgens jou dan eens uit op basis van formules

#14

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 12:55

Misschien moet je er ook rekening mee houden dat het water in de eerste fles makkelijker kan verdampen, dan in de fles met grotere druk. Daar het water in de eerste fles meer kan verdampen, zal dit warmte onttrekken aan het water. In de fles met druk, zal dit minder zijn.
Ik weet niet of dit groot genoeg is om uiteindelijk veel bij te dragen aan het temperatuurverschil.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

#15

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 augustus 2005 - 13:06

Helly1975,
Ik begrijp je statement niet : De massa zit dus al in de druk verwerkt en dus zodoende heeft de massa van de lucht er niets meer mee te maken.

Zolang je er bij blijft dat de hoeveelheid massa er niets mee te maken heeft zal geen enkele formule van mijn kant helpen. Ikzelf vind het evident dat het, bij gelijke temperatuur van het omgevende water, langer zal duren om een grotere massa in een fles te verwarmen tot op dezelfde temperatuur dan als het om een kleinere massa gaat. Er moet immers een grotere hoeveelheid warmteenergie overgebracht worden.

Totale warmte input = warmte naar water + warmte naar lucht =
massa water* soortelijke warmte van water * temperatuursverschil
+ massa lucht * soortelijke warmte van lucht * temperatuursverschil

en in fles 2 zit nu eenmaal een grotere massa (wel evenveel water maar meer lucht). Samengeperste lucht is zwaarder dan wanneer hij niet samengeperst is!


Ik meen begrepen te hebben dat je wel akkoord gaat dat de inhoud van de fles met de grootste druk erin, bij een hogere temperatuur zal koken dan de andere. (De omgevende vloeistof moet dan wel bvb olie zijn). Heb je met dat deel van mijn schrijfsel ook problemen?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures