Springen naar inhoud

Thermodynamica


  • Log in om te kunnen reageren

#1

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 11 januari 2012 - 18:58

Ik heb een zeer lange opdracht te maken. Die luidt als volgt:

100g H2O (temp. 12,5C en c= 4,2 J/g.C) bevindt zich in een calorimeter met een warmtecapaciteit van 28 J/K. 21,0 g van een vloeistof (temp. 60C en c= 4,0 J/g/C) wordt hierbij gemengd.

Bereken de eindtemp. Te na het mengen.

De hoeveelheid warmte die de vloeistof zal afgeven heb ik reeds berekend:

Q (J) = m (g) * c (J/g.C) * ΔT (C), waarbij ΔT = (Teind - Tbegin)

Dus:

Q = 21 g * 4,0 J/g.C * (12,5C - 60C)
Q = 84J/C * -47,5C
Q = -3990 J

De warmste stof zal dus 3990 joule kunnen afgeven aan het systeem.

Nu is de vraag hoeveel warmte dat het aanwezige H2O in de calorimeter opnemen om tot de eindtemperatuur (die ik moet berekenen) te komen?

Ik dacht aan een formule in de zin van:

Q = (Ccalorimeter + mH2O * cH2)*ΔT
Q = (28 J/K + 100 g * 4,2 J/g.C)*47,5C
Q = 21288,4 J

Maar hoe bereken ik nu de eindtemperatuur bij het mengen van twee verschillende vloeistoffen met 2 verschillende temperaturen in een calorimeter uitgaande van het berekende?

Zit ik ergens fout?

Het antwoord zou volgens de lector bij 20C moeten liggen.

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
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 januari 2012 - 19:33

Zit ik ergens fout?

Ja:

Q (J) = m (g) * c (J/g.C) * ΔT (C), waarbij ΔT = (Teind - Tbegin)

Dus:

Q = 21 g * 4,0 J/g.C * (12,5C - 60C)


hoezo stel jij vrolijk dat 12,5C een eindtemperatuur is??

hier vind je een oplossingsmethodiek: [microcursus] warmtecapaciteit deel 2: de rekenbladmethode
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_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 12 januari 2012 - 17:57

Ja:



hoezo stel jij vrolijk dat 12,5C een eindtemperatuur is??

hier vind je een oplossingsmethodiek: [microcursus] warmtecapaciteit deel 2: de rekenbladmethode


Zeer prachtig stukje tekst, alleen een detail staat er niet in vermeld en dat is dat 1 cal strikt genomen de hoeveelheid energie (in J) is die nodig is om water met een exacte temp. van 14,5C naar exact 15,5C te laten stijgen. Oke, dit is inderdaad 1C maar de kinetische energie die nodig is om water met een lagere temperatuur vb.van 2C naar 3C te brengen zal wel wat meer zijn dan 4,184 J. Maar ik wijk af van de hoofdvraag. Ik heb dus alles gelezen en nu kwam ik tot de berekening die in de bijlage is opgenomen. Hierbij heb ik echter geen rekening gehouden met de warmtecapaciteit van de calorimeter. Mijn vraag is dus,
- heb ik de voorwerpswarmtecapaciteit in dit geval echt nodig, de waarde lijkt me nogal hoog?
- hoe moet ik de warmtecapaciteit van de calorimeter in rekening brengen bij het herschrijven van de wiskundige formule?
is dit een waarde die ik in mindering moet brengen of juist moet optellen?

De berekening geeft immers bijna het correcte antwoord, nl. 20,4C i.p.v. 20C (staat afgerond in de cursus) dus misschien speelt de warmtecapaciteit van de calorimeter hier een te verwaarloosbare rol?

Bijgevoegde miniaturen

  • berekening2.jpg

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2012 - 18:11

Zeer prachtig stukje tekst, alleen een detail staat er niet in vermeld en dat is dat 1 cal strikt genomen de hoeveelheid energie (in J) is die nodig is om water met een exacte temp. van 14,5C naar exact 15,5C te laten stijgen. Oke, dit is inderdaad 1C maar de kinetische energie die nodig is om water met een lagere temperatuur vb.van 2C naar 3C te brengen zal wel wat meer zijn dan 4,184 J. Maar ik wijk af van de hoofdvraag.

Doet er niet toe hoe die calorie precies is gedefinieerd, al je gegevens staan in J, en de gegeven warmtecapacioteiten veronderstellen we constant over de temperatuurtrajecten waarmee we te maken te hebben (althans, dat doet je oefening, en de meeste oefeningen overigens, omdat de meeste warmtemetingen inherent vl grotere meetfouten vertonen dan zouden ontstaan door die lichte temperatuursafhankelijkheid van de warmtecapaciteit.


- heb ik de voorwerpswarmtecapaciteit in dit geval echt nodig, de waarde lijkt me nogal hoog?

hoezo hoog? gelijk aan die van 5 g water?

- hoe moet ik de warmtecapaciteit van de calorimeter in rekening brengen bij het herschrijven van de wiskundige formule?

Voor mijn part dus als 5 g water

is dit een waarde die ik in mindering moet brengen of juist moet optellen?

Hangt ervan af. Het ding is in het begin 12,5C.

De berekening geeft immers bijna het correcte antwoord, nl. 20,4C i.p.v. 20C (staat afgerond in de cursus) dus misschien speelt de warmtecapaciteit van de calorimeter hier een te verwaarloosbare rol?

Met de kleine hoeveelheden stoffen waarmee je werkt is dit niet verwaarloosbaar.
Bovendien is het een theorie-oefening die niet vermeld " de warmtecapaciteit van de calorimeter mag verwaarloosd worden".
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

*_gast_choco-and-cheese_*

  • Gast

Geplaatst op 12 januari 2012 - 21:22

Nu ik de formule herschreven heb n de warmtecapaciteit van de calorimeter in rekening heb gebracht (die is inderdaad ongeveer gelijk aan 5 g water), kom ik op een iets lagere waarde uit. Nu is mijn uitkomst 20,36C, dat is ongeveer 0,06C lager dan het vorig resultaat.

Mijn excuses voor de overbodige opmerking, ik had de kanttekeningen die bij de microcursus horen even overgeslagen, daarin staat wel te lezen dat men exact 4185,5 J/kg nodig heeft om een temp. stijging van 14,5C naar 15,5C te bekomen.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2012 - 22:13

Nu ik de formule herschreven heb n de warmtecapaciteit van de calorimeter in rekening heb gebracht (die is inderdaad ongeveer gelijk aan 5 g water),

Euhm , dan miskijk je je net als ik stom genoeg deed op de redactie van je openingspost. Dat getal 21,0 is de massa van eht warme water, de warmtecapaciteit van de calorimeter is 28 J/K en komt dus overeen met die van 6,67 g water.

Daarmee zou je kunnen stellen dat je 106,67 g water van 12,5C mengt met 21 g warme vloeistof @ 4 J/gK (wat overeenkomt met 20 g vloeistof @ 4,2 J/gK, ofwel, zelfde effect als 20 g water) Mooie, opvallende getalletjes :)

hmm
106,67 g water van 12,5C en 20 g water van 60C , geeft mij nagenoeg exct 20C als eindtemperatuur.

Dus ergens doe je iets verkeerd. De calorimeter verwaarlozend zou ik overigens inderdaad 20,4C vinden.
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