Springen naar inhoud

[scheikunde] vraagstuk (reactie)warmte


  • Log in om te kunnen reageren

#1

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 18:23

Vraag:
Bereken de kostprijs voor het nemen van een bad, waarbij verbruikt wordt:
50 l water van 10C dat verwarmd wordt tot 80C. Als brandstof wordt butaangas (C4H10) gebruikt.

gegevens:

De vrijkomende warmte bij verbranding van butaangas wordt slechts voor 70% effectief benut.
de vormingswarmte van C4H10= -125 kJ/mol
de vormingswarmte van CO2= -394 kJ/mol
de vormingswarmte van H20= -242 kJ/mol
kostprijs water = 1.54EUR/kubieke meter
15 kg butaan= 12.39 EUR


Ik weet totaal niet hoe hieraan te beginnen, maar ik weet dat de formule:
"Q=m*C*(temperatuursverschil)" hier van toepassing. Maar C stelt de soortelijke warmte voor, dus waarschijnlijk zal de vormingswarmte omgerekend moeten worden?

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

#2

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 19:15

Je hebt de juiste formule, maar daarmee moet je eerst gaan uitrekenen hoeveel energie je nodig hebt om het water te verwarmen.

Probeer daarom eerst dit:
1. Hoeveel water moet er opgewarmd worden? ('m')
2. Hoeveel graden moet het water opgewarmd worden? ('temperatuurverschil')
3. Hoeveel energie (in J) kost het om 1 kg water 1 graad te verwarmen? Dus, hoeveel J heb je nodig voor al het water? ('C') Dit is de soortelijke warmte van water. Die kan je bijvoorbeeld vinden in BINAS.

Daarna zullen we eens verder gaan met de chemische kant!

Veranderd door Beryllium, 10 mei 2006 - 19:17

You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#3

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 19:32

Dus dat wordt dan:
Q= 50kg*(4186J/kg K)*70=14651 kJ

#4

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 mei 2006 - 19:36

Goed die hoeveelheid energie heb je dus nodig om je water op de goede temperatuur te brengen. Alleen, je verwarmingsmethode is maar voor 70% effectief. Hoeveel energie moet je dus eigenlijk produceren?

#5

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 19:45

(14651/70)*100 =20930 kJ

#6

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 19:50

Heel goed!
Nu moeten we nagaan hoeveel energie er vrijkomt bij de verbranding van butaan. Schrijf eens de reactievergelijking op van de verbranding van butaan? En kan je aan de hand daarvan nagaan hoeveel energie er vrijkomt bij de verbranding van 1 mol butaan?
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#7

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 20:15

2 C4H10+13 O2 --> 8 CO2 +10 H2O

Ik zou niet weten hoe je nu hieruit de energie bepaald.

Veranderd door essien, 10 mei 2006 - 20:17


#8

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:00

Ik heb wat zitten googlen en waarschijnlijk moet hier de wet van Hess toegepast worden? De energie die vrijkomt is dan:

-125-4*394-5*242=-198210kJ/mol

Dus de energie die vrijkomt bij verbranding = 198210kJ/mol

Veranderd door essien, 10 mei 2006 - 21:00


#9

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:00

De reactievergelijking kan je daarbij helpen.

Je geeft zelf al aan:
de vormingswarmte van C4H10= -125 kJ/mol
de vormingswarmte van CO2= -394 kJ/mol
de vormingswarmte van H2O= -242 kJ/mol

Dat houdt in, dat er 125 kJ "vrijkomt" als je 1 mol butaan vormt uit "pure elementen"... en het kost dus 125 kJ om butaan op te splitsen in "pure elementen". Dat geldt op dezelfde manier voor de koolstofdioxide en het water.

Nu kijken we naar de reactievergelijking...
Hoeveel kJ kost het om 2 mol butaan "op te splitsen"?
Hoeveel kJ komt er vrij bij het vormen van 8 mol koolstofdioxide?
Hoeveel kJ komt er vrij bij het vormen van 10 mol water?
Wat is dus de energiebalans van deze reactie?
Hoeveel is dat per mol butaan?
Dus hoeveel mol butaan moet je verbranden voor het verkrijgen van 20930 kJ?
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#10

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:04

Ik heb wat zitten googlen en waarschijnlijk moet hier de wet van Hess toegepast worden? De energie die vrijkomt is dan:

-125-4*394-5*242=-198210kJ/mol

Dus de energie die vrijkomt bij verbranding = 198210kJ/mol

Hier maak je ergens een fout, denk aan de min- en plustekens... ook kan het helpen je berekening in iets meer regels uit te schrijven, dat helpt om eventuele fouten terug te vinden.

Maar het idee is goed!

Ik kom uit om een reactie-enthalpie van -2661 kJ/mol trouwens, kijk eens of je daar ook op uit kan komen?
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#11

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:15

-125 + 4*(-394) + 5*(-242) = -2911kJ/mol

volgens Derive zou dit de uitkomst moeten zijn.

Je zou dan 7,19 mol butaan moeten verbranden om 20930kJ te bekomen.
Om de kostprijs te bekomen, moet ik nu berekenen hoeveel 7.19 mol butaan kost+de kostprijs van 50l water en dan zou ik er moeten zijn, dacht ik?

Veranderd door essien, 10 mei 2006 - 21:15


#12

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:18

Nee, da's niet de juiste waarde... je gebruikt de vormingsenthalpie van butaan met de negatieve waarde, maar omdat je eigenlijk de "anti-vormingsenthalpie" nodig hebt, moet je dus +125 kJ gebruiken.

Verder is je redenatie goed, alleen zullen de getalletjes nog iets veranderen.
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#13

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:31

+125 + 4(-394) + 5(-242)= -2661kJ/mol

Voor 20930kJ is dus 7,87 mol nodig.
molair gewicht butaan = 58g/mol, dus is er 7.87*58=456,46 gr butaan nodig.

De totale kost:
(0,45646*(12,39EUR/15))+(50kg water *(1,54EUR/1000))= 0,454 EUR

#14

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:37

Geplaatste afbeelding !
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#15

essien

    essien


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2006 - 21:41

Bedankt voor de hulp!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures