Springen naar inhoud

Specifieke latente smeltwarmte van ijs bepalen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

*_gast_Christian Vuye_*

  • Gast

Geplaatst op 30 november 2010 - 18:50

Geachte leden,

Op school hebben we volgende proef gedaan in het labo:

In een calorimeter met een warmtecapaciteit van 575,2J/kgC en met een massa van 246.19g giet ik water op kamertemperatuur(20C) in waardoor de massa van de calorimeter gevuld met het water gelijk is aan 431.41g. De massa van het water in de calorimeter is dus 185.22g.

Aan het water in de calorimeter voeg ik nog eens ijs met een massa van 31.59g en een temperatuur van juist 0C toe. Daardoor wordt de totale massa van de calorimeter (calorimeter+water+ijs) zo'n 463g. Het water daalt echter in enkele minuten van temperatuur, tot zo'n 8C.

Nu moet ik de specifieke smeltingswarmte van ijs weten te bepalen aan de hand van deze proef.

ccal = 575,2 J/kgC
mcal = 0,24619 kg
mcal+w = 0, 4314 kg
mw = 0, 18522 kg
mijs = 0,3159 kg
mcal+w+ijs = 0,463 kg

Qafgestaan = Qopgenomen
(c x m x ΔT) + (c x m x ΔT) = c x m x ΔT

<=> mcal ccal (20-8)+ mw cw (20-8) = mijs ls.ijs + mgesmolten ijs cw (8-0)

ls.ijs = specifieke latente smeltwarmte
tmeng = 8C
tbegin van warm water = 20C
teinde van gesmolten ijs = 8C

<=> 0, 24619kg.575,2J/kgC (20-8) + 0.18522kg.4186J/kgC (20-8) = 0.3159kg.ls.ijs + 0.3159kg . 4186J/kgC (8-0)
<=> 0, 24619kg.575,2J/kgC.12C + 0.18522kg.4186J/kg.12C = 0.3159kg.ls.ijs + 0.3159kg . 4186J/kgC.8C
<=> 1699.30J + 9303.97J = 0.3159kg.ls.ijs + 10578.86J
<=> 11003.27J-10578.86J = 0.3159kg. ls.ijs
<=> 424.41J = 0.3159kg. ls.ijs
<=> ls.ijs= 424.41J/0.3159kg= 1343,5J/kg

Dit komt niet overeen met de tabelwaarde: 334kJ/kg

Omdat ik niet zeker wist wat ik voor de massa van het gesmolten ijs moet invullen, heb ik de vergelijking in functie van die onbekende opgelost zodat ik de waarde van de massa van het gesmolten ijs kon bepalen. Ik heb de vergelijking ingevuld met de tabelwaarde, maar ik kwam op een negatieve massa voor het gesmolten ijs.

Kan iemand me helpen?

Alvast bedankt!

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
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 november 2010 - 19:57

Aan het water in de calorimeter voeg ik nog eens ijs met een massa van 31.59g en een temperatuur van juist 0C toe.
..//..
<=> 0, 24619kg.575,2J/kgC (20-8) + 0.18522kg.4186J/kgC (20-8) = 0.3159kg.ls.ijs + 0.3159kg . 4186J/kgC (8-0)


hier lijkt een redelijk ernstige omrekenfout in te zitten
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

*_gast_Christian Vuye_*

  • Gast

Geplaatst op 30 november 2010 - 21:01

hier lijkt een redelijk ernstige omrekenfout in te zitten

Ik zal nog eens uitrekenen, en dan hier vertellen wat ik uitkom.

Als ik juist uitkom, bedankt.

Als niet,... dan ook bedankt!

](*,)

#4

*_gast_Christian Vuye_*

  • Gast

Geplaatst op 30 november 2010 - 21:09

Ik zal nog eens uitrekenen, en dan hier vertellen wat ik uitkom.

Als ik juist uitkom, bedankt.

Als niet,... dan ook bedankt!

](*,)

Goed, ik heb het dus nog eens uitgerekend:

1699.30J + 9303.97J = 0.3159kg.ls.ijs + 1057,88592J
11003,27J = 0.3159kg.ls.ijs + 1057,88592J
11003,27J - 1057,88592J = 0.3159kg.ls.ijs
9945,38408 = 0.3159kg.ls.ijs
31482,697309275087052864830642608 = ls.ijs

Dus ik kom al meer in de buurt. Desondanks nog steeds fout, omdat ik nu 31.482kJ/kg heb, terwijl de tabel waarde nog steeds zo'n 10x groter is.

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 november 2010 - 21:27

je maakt nog steeds een OMREKENFOUT.


1699.30J + 9303.97J = 0.3159kg.ls.ijs + 1057,88592J


31,59 g ;) 0,3159 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

#6

*_gast_Christian Vuye_*

  • Gast

Geplaatst op 30 november 2010 - 21:31

Ik zie even niet hoe je nu gecorrigeerd hebt, maar hoe dan ook, je maakt nog steeds een OMREKENFOUT.

31,59 g ;) 0,3159 kg. ](*,)

Ja, ik weet het. Ik heb het in mijn berekeningen wel degelijk aangepast. 31.59g=0.03159kg, toch?

1699.30J + 9303.97J = 0.03159kg.ls.ijs + 1057,88592J
11003,27J = 0.03159kg.ls.ijs + 1057,88592J
11003,27J - 1057,88592J = 0.03159kg.ls.ijs
9945,38408 = 0.03159kg.ls.ijs
314826,97309275087052864830642608= ls.ijs

Ah, ik weet al wat mijn tweede fout was. In het rechterlid had ik enkel in de tweede term de omrekenfout aangepast. Bedankt.

Eigenlijk heb ik gewoon een hele domme rekenfout gemaakt.

Bedankt, ik kom eindelijk uit.

:)

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 november 2010 - 21:45

Eigenlijk heb ik gewoon een hele domme rekenfout gemaakt.

tja, dat gebeurt. Omdat je je berekeningen volledig weergaf was dat foutje dan gelukkig ook vlot gevonden.

En ding nog, je werkt weliswaar met veel (niet alle) gegevens in 3-4 significante cijfers, maar niemand gaat de tabellenboekjes herdrukken om de door jou gevonden waarde van 314826,97309275087052864830642608 ;) J/kg in op te nemen.

Gezien je waarschijnlijk relatief gebrekkige materiaal en de ne uitvoering zonder herhalingen waarop deze uitkomst berust,
lijkt 3106 J/kg me een gepaster eindantwoord. ](*,)
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

Romelijn

    Romelijn


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 februari 2011 - 17:57

Hallo allemaal,

Oke...Ik moet hetzelfde doen, de smeltwarmte van ijs bepalen.
Ik heb de hele proef uitgevoert, maar nu ben ik bezig met de berekeningen en komt er toch heel wat anders uit.
Ik zal het even omschrijven:

We hebben eerst de warmte capaciteit van de Joulemeter berekent d.m.v. een proef.

Temperatuur koud water = 21,5 graden celsius
Temperatuur warm water = 80,0 graden celsuis
Temperatuur gemeng water = 45,5 graden celsius

Wat gebeurt er?
1) 75 ml x 0,998 = 74,85 gram water warmt op van 21,5 tot 45,5 graden celsius.
2) 74,85 gram water koelt af van 80,0 tot 45,5 graden celsius.
3) Joulemeter warmt op van 21,5 tot 45,5 graden celsius.

1) Warmte opname= c x m x (delta)T geeft:
4,18E3 x 74,85E-3 x 24 = 7508,952 J
2) Warmte afname = c x m x (delta)T geeft:
4,18E3 x 74,85E-3 x 34,5 = 10794,1185 J
3) Er moet dus nog een opname van warmte zijn van: 10794,1185 - 7508,952 = 3285,1665 J
Q=C x (delta)T
dus: 3205,1665 = C x 24
3285,1665 / 24 = 136,88 = 1,37E2 J/Kg/graden Celsius

Is dit goed? Ik ben in iedergeval hiermee verder gaan rekenen in de volgende deel van de proef om de
smeltwarmte van het water te bereken. Op dezelfde manier als het eerste bericht in dit topic trouwens zag ik.

Gegevens:
C joulemeter = 136,88 J/Kg/graden Celsius
m joulemeter = 459,69E-3 kg
m joulemeter + water = 556,67E-3 kg
m water = 96,98E-3 kg
m ijs = 76,56E-3 kg
m joulemeter + water + ijs = 633,23 E-3kg

Qafgestaan = Qopgenomen
c x m x (delta)T + c x m x (delta)T = c x m x (delta)T

<=> mcal ccal (20-8)+ mw cw (20-8) = mijs ls.ijs + mgesmolten ijs cw (8-0)

ls.ijs = specifieke smeltwarmte
tmeng = 10,2C
tbegin van warm water = 19,5C
teinde van gesmolten ijs = 10,2C
tijs = 0 C

459,69E-3 x 136,66 x (19,5-10,2) + 96,98E-3 x 4,18E3 x (19,5-10,2) = 76,56E-3 x Is.ijs + 76,56E-3 x 4,18E3 (10,2-0)
585,15 J + 3770,0 J = 76,56E-3Is.ijs + 3264,21 J
4355,18 J - 3264,21 J = 76,56E-3Is.ijs
1090,97 J= 76,56E-3 Is.ijs
Dus Is.ijs = 1090,97 J / 76,56E-3 = 14250 J/kg

Dit komt niet overeen met de waarde uit BINAS: 334kJ/kg

Zou iemand me kunnen helpen, wat doe ik fout??

Met vriendelijke groet,
Romelijn

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 februari 2011 - 18:25

3285,1665 / 24 = 136,88 = 1,37E2 J/Kg/graden Celsius

Is dit goed?

getal wel zo te zien, de eenheid niet. Je meet aan een apparaat als geheel, de massa ervan doet er niet toe. Dus J/C

Gegevens:
C joulemeter = 136,88 J/Kg/graden Celsius
m joulemeter = 459,69E-3 kg
m joulemeter + water = 556,67E-3 kg

dus hier begint het fout te gaan.

Je hebt gewoon een joulemeter die 137 J nodig heeft om 1C op te warmen, en 459,69 g water, wat per gram 4,185 J nodig heeft om 1C op te warmen.
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

Romelijn

    Romelijn


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 februari 2011 - 18:38

Je hebt gewoon een joulemeter die 137 J nodig heeft om 1C op te warmen, en 459,69 g water, wat per gram 4,185 J nodig heeft om 1C op te warmen.


Oke die eenheids fout is inderdaad niet echt de slimste...maar bij deze stap mis ik een stukje denk ik,
ik volg het niet helemaal.

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 februari 2011 - 19:37

[microcursus] warmtecapaciteit deel 1: basisbegrippen
Kijk hier eens goed naar de begrippen warmtecapaciteit en soortelijke warmte(capaciteit). Als je dan je denkfout nog niet ziet, kom dan maar terug hier.

459,69E-3 x 136,66 x (19,5-10,2)

hier neem je volkomen onterecht de massa van je joulemeter nog een keer mee. Bij punt 3) daarbovenaan gebruik je die ook niet. Je berekent daar gewoon, zoals het hoort, de warmtecapaciteit van je apparaat.
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

Romelijn

    Romelijn


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 februari 2011 - 19:55

Soortelijke warmte = de energie die nodig is om 1 kg stof 1 graden te laten stijgen.
Warmte capaciteit = Hoeveelheid warmte die nodig is om iets 1 graden te verwarmen.

Opnieuw berekend:
Qafgestaan = Qopgenomen
C x (delta)T + c x m x (delta)T = c x m x (delta)T

ccal (19,5-10,2)+ mw cw (19,5-10,2) = mijs ls.ijs + mgesmolten ijs cw (10,2-0)

ls.ijs = specifieke smeltwarmte
tmeng = 10,2C
tbegin van warm water = 19,5C
teinde van gesmolten ijs = 10,2C
tijs = 0 C

136,88 x (19,5-10,2) + 96,98E-3 x 4,18E3 x (19,5-10,2) = 76,56E-3 x Is.ijs + 76,56E-3 x 4,18E3 (10,2-0)
1272,984 J + 3770,0 J = 76,56E-3Is.ijs + 3264,21 J
5042,984 J - 3264,21 J = 76,56E-3Is.ijs
1778,784 J= 76,56E-3 Is.ijs
Dus Is.ijs = 1778,784 J / 76,56E-3 = 23233,86 J/kg

oke grofweg kom ik dus nu nog zo'n 320000 J tekort. Klopt het wel op de manier hoe ik het hem gedaan?
Ik ben hier al een hele tijd mee bezig, maar ik zie echt niet hoe ik dit moet doen. Of wat ik aldoor fout doe.

#13

Romelijn

    Romelijn


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 februari 2011 - 20:10

oke, ik heb de minicursus doorgenomen maar dat kom ik nog met een andere vraag.
Zoals gezien heb ik de formule van de latente warmte gebruikt.
Deze hebben wij echter nog nooit behandeld, ik had hem hier al van deze site af.
Is het mogelijk om de smeltwarmte van ijs te bereken met gewoon de 2 formules van warmte?
daarbij heb ik geen vaste ijsklontjes in mijn proef gebruikt. Maar water van 0 graden, of idat hetzelfde?

Alvast heel erg bedankt trouwens!!

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44822 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 februari 2011 - 22:35

136,88 x (19,5-10,2) + 96,98E-3 x 4,18E3 x (19,5-10,2) = 76,56E-3 x Is.ijs + 76,56E-3 x 4,18E3 (10,2-0)

hier staan de juiste getallen op de juiste manier gerangschikt. Ik heb de rest uit het hoofd schatttend gecheckt, en dat ziet er qua rekenwerk kloppend uit.

..//..daarbij heb ik geen vaste ijsklontjes in mijn proef gebruikt. Maar water van 0 graden, of idat hetzelfde?

Oei nee, water van 0C hoeft niet meer te smelten, dan is er geen sprake van latente warmte ook. Dan valt heel die factor weg, en houd je over:

136,88 x (19,5-10,2) + 96,98E-3 x 4,18E3 x (19,5-10,2) = 76,56E-3 x 4,18E3 (10,2-0)


maar dat sommetje wat dan overblijft klopt ook voor geen meter.

Hoe dan ook, ik vermoed hier ergens forse fouten in de uitvoering van je experiment. Kijk eens goed of je de juiste massa's hebt, en de juiste temperaturen? Zaten er significante lekken in je joulemeter? Whatever dat misgegaan zou kunnen zijn? Inderdaad ijsWATER ipv ijs toegevoegd?
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

#15

Romelijn

    Romelijn


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 09 februari 2011 - 19:13

Ja inderdaad, ijs water toegevoegd. Ik zal uitleggen waarom en hoe we het hebben gedaan:

Proef 1: Bepaling warmtecapaciteit van een joulemeter.
Pas 75 ml koud water af in een maatcilinder en giet dit in de joulemeter.
Doe de deksel van de joulemeter erop en steek een thermometer door het gat van de joulemeter. Zorg ervoor dat de thermometer de bodem niet raakt.
Wacht even, roer zodanig en meet dan de temperatuur.
Pas 75 ml warm water af in een maatcilinder en meet hier de temperatuur van.
Giet dit warme water heel snel in de joulemeter om te voorkomen dat je warmte verliest aan de omgeving.
Roer en wacht tot de temperatuur niet meer daalt.
Noteer alle gegevens netjes in een tabel.
Voer de proef in duplo uit.

Proef 2: Smeltwarmte van ijs bepalen.
Zet de joulemeter op de weegschaal om het gewicht te bepalen.
Voeg ongeveer 100 ml water op kamertemperatuur (20C) in de joulemeter en meet het gewicht van de joulemeter en het water samen. Meet de temperatuur.
Maak het ijs fijn zodat je hiervan de temperatuur kan meten.
Doe het ijs ook in de joulemeter en meet opnieuw het totale gewicht.
Het ijs gaat smelten, noteer ook de eindtemperatuur . Deze is bereikt als hij nauwelijks nog verandert.
Noteer alle gegevens netjes in een tabel.
Voer de proef in duplo uit.


Proef 2 hebben aangepast omdat we niet de begintemperatuur van de ijsblokjes wisten. Dus de leraar zij tegen ons
dat het ook met ijsWATER moest kunnen. Dus hebben we water van precies 0 graden Celsius gebruikt. En vervolgens
alles hetzelfde uitgevoerd.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures