Wetenschapsforum

Hoi allemaal,

nog een tweede vraag.

Ik heb het rendement bepaald van een magnetron.En kwam uit op een percentage 2.5 procent rendement.

dit is wel ontzettend laag. Ik denk dat ik een foutje heb gemaakt. In de discussie heb ik nu staan dat

ik denk dat het ligt aan het feit dat ik maar een heel klein stukje van de magnetron heb gebruikt om het

glas te laten staan terwijl als ik een platte schijf had gebruikt met 2 dl water dan was het rendement hoger geweest.

Ik zet mijn berekening er even neer misschien dat iemand de fout ziet.

Tijdens het verwarmen van het water hebben we de spanning en de stroom afgelezen van de bijhorende meters. De spanning was 226 V. De stroom was 30,0 A. Met de volgende formule kun je dan het vermogen uitrekenen: P=U*I waarbij P het vermogen in Watt is, U de spanning in Volt is en I de stroomsterkte in Ampère.

P=U*1

P=226*30,0

P= 6780

Het vermogen is dus 6780 Watt.

Met dit vermogen kun je berekenen hoeveel energie er in totaal is gebruikt door de magnetron mits je de tijd weet. De tijd was in ons geval 120 seconden.

Hiervoor gebruik je de formule E=P*t waarbij E de energie in Joule is, P het vermogen in Watt is en t de tijd in seconden is.

E=P*t

E=6780*120

E=813600

De magnetron heeft dus 813600 J energie uitgestraald. Nu is het zaak dat men te weten komt hoeveel van die energie in het te verwarmen object gaat zitten. Niet alle warmte die toegevoerd wordt kan effectief benut worden, niet alle warmte gaat in het water zitten. Het object waar het water in zit, in ons geval het glas, neemt namelijk ook warmte op. Je mag er hier vanuit gaan dat het glas evenveel warmte opneemt als het water. Bij een verwarming van 120 seconden heeft het glas dus ook een temperatuursverandering (ΔT) van 48 graden Celsius.

Voor water geldt de volgende formule: Q=c*m* ΔT waarbij Q de warmte is, c de soortelijke warmte, m de massa van het water in kg en ΔT de temperatuursverandering in graden Celsius.

Het gewicht van het glas met water was 0,425 kilogram. Het gewicht van alleen het glas is 0,325kilogram. 2 dl water weegt dus 0,100 kg.

C is voor water constant, namelijk 4186.

Q=c*m* ΔT

Q=4186*0,100*48

Q=20092,8

Om te zien hoeveel warmte het glas opneemt gebruik je de warmtecapaciteit van glas. De warmtecapaciteit © bereken je op de volgende manier: C=c*m waarbij C de warmtecapaciteit is, c de soortelijke warmte van glas is en m de massa van het glas in kg.

de soortelijke warmte van glas is 800

C=c*m

C=800*0,325

C=260

Vervolgens krijg je de volgende formule:

Q=C* ΔT Waarbij Q de warmte, C de warmtecapaciteit is en ΔT de temperatuursstijging.

Q=C*ΔT

Q=260*48

Q=12480

De 2 verkregen Q’s mag je nu optellen. 12480+20092,8=32572,8

Het rendement is nu te berekenen met de volgende formule: η= waarbij η het rendement is, Q de warmte, P het vermogen en t de tijd.

η=

η=

η=

η= 0,0400353928

η*100%=0,0400353928 * 100 = 4,003539823

significantie: 48⁰=2 significante getallen

4,0% van de uitgezonden energie gaat in het te verwarmen product zitten.

Maar dit is nog niet het optimale rendement. Het rendement is namelijk de nuttige energie. Voor het verwarmen van water is dus alleen de energie die in het water gaat zitten van belang. We berekenen nu dus het rendement aan de hand van de Q van het water, die20092,8 was.

η=

η=

η=

η= 0,0246961652

η*100%= 0,0246961652*100=2,469616519

significantie: 48= 2 significante getallen

2,5% van de uitgezonden energie gaat in het water zitten.

Hoeveel energie is dat dan? De totale energie was 813600 Joule. Etotaal* =Enuttig

Enuttig=Etotaal*η

813600*0,0246961625=20092,8

significantie: 48=2 significantie

Er is 2,0* J gebruikt om het water te verwarmen.

Wilcko schreef:De stroom was 30,0 A.

Het gewicht van het glas met water was 0,425 kilogram. Het gewicht van alleen het glas is 0,325kilogram. 2 dl water weegt dus 0,100 kg.

Was dat een gewone microgolf? 30A lijkt me toch wat aan de hoge kant...

En het lijkt me dat er ofwel aan jouw massa, ofwel aan jouw volume, ofwel aan jouw water ook iets schort...