Springen naar inhoud

[scheikunde] Warmteleer


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Myosotis

    Myosotis


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 17:57

Hoi,

Ik weet dat dit niet onder de chemie valt maar onder technologie. Omdat er op mijn school geen onderscheid wordt gemaakt plaats ik mijn vraag toch hier.

De vraag is "simpel": hoe lang duurt het voordat een blik bier van 0,5 L is afgekoeld als je het koelt van 20 graden naar 6 graden.

--------
Beschouw de volgende situatie. U heeft de beschikking over twee bierverpakkingen.
De ene verpakking is een Grolschģ fles met de bekende beugelsluiting.
De andere verpakking is een blik Amstelģ met daarin een halve liter bier.
Zowel de fles als het blik zijn op kamertemperatuur. ( 20 0C.)
De aanbevolen temperatuur om het bier te drinken is 6 - 8 0C.
Om het bier te koelen heeft U de beschikking over een emmer met daarin voldoende smeltend ijs.
Verder is gegeven dat de Grolsch fles 874 gram weegt en het Amstel blik weegt 546 gram.
Andere benodigde gegevens moet U opzoeken in de literatuur.

Bereken de tijd die nodig is om het blik en de fles op de gewenste temperatuur te laten komen door ze in de emmer onder te dompelen.
----------

Omdat wij er niet uitkwamen heeft mijn docent de som uitgewerkt. Hierbij kwam hij echter op een tijd van 0,13 seconden! Ik sta versteld; dat kan toch niet?!
Ik snap zijn redenatie ook maar tot bepaalde hoogte. Heeft iemand hier iets zinnigs over te zeggen? Ik zal zijn berekening in de volgende post zetten.

Alvast bedankt.

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

#2

Echtepino

    Echtepino


  • >250 berichten
  • 794 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 18:02

Slaat helemaal nergens op, hangt allemaal af van de warmteweerstand van het blik en hoe hard je het bier laat klotsen in het blik... het snelste is het bier gewoon in de emmer gieten bij het ijs. Maar dan nog haal je geen 0,13 s.

Veranderd door Echtepino, 08 november 2010 - 18:03


#3

Myosotis

    Myosotis


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 18:03

http://www.plaatjesd...a0784875e5c.jpg

Zie hier de berekening van m'n docent.

@echte pino: ja ik weet dat het nergens op slaat. Maar hij weigert gewoon te erkennen dat hij ergens fout zit 8-[
Hij heeft trouwens alleen het blik bier berekend.

Veranderd door Myosotis, 08 november 2010 - 18:05


#4

Echtepino

    Echtepino


  • >250 berichten
  • 794 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 18:04

En nu gezond verstand?
Dan hadden we toch geen koelkasten nodig?

#5

Myosotis

    Myosotis


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 18:06

Haha ja inderdaad. Ik weet niet waar hij z'n bier haalt. En ik snap heel goed dat dit nergens op staat. Maar dat lost mijn probleem niet op; ik moet dit kunnen berekenen maar zal niet verder komen door zo'n ...

#6

Ronnie_CF

    Ronnie_CF


  • >250 berichten
  • 723 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 november 2010 - 22:07

De uitkomst lijkt inderdaad heel onrealistisch en dat is ze ook natuurlijk :) .

In die berekening wordt gesuggereerd dat de dikte van je blik de enige dikte is die dient gepenetreerd te worden door de warmte/koude. Je docent stelt immers dat de dikte in je vgl van Fourrier de dikte van het blik is en niet de dikte van je totale cilinder.

Dit lijkt me totaal verkeerd. Volgens mij is je dikte, de dikte van je blik + de dikte van je vloeistof. Je kan dat vereenvoudigen tot de dikte van je blikje, omdat de dikte van het blik verwaarloosbaar is (je dikte wordt dan de straal, want je wilt tot het centrum van je blik). Je krijgt dan een dikte van 0.03 m ipv de 1.66*10-5m die je docent suggereerd. Je docent berekend de tijd die nodig is voor het blik om een temperatuur van 6 graden te bereiken.

Berekenen van de tijd als de dikte 0.03m is wordt dan ongeveer 7 seconden, wat nog altijd zeer snel is natuurlijk. Je gaat wel uit van een totale vermening waardoor je de realiteit ver achter je laat. Die integraal die je beschouwd zal met betrekking tot je realiteit niet kunnen worden berekend denk ik.

Maar, belangrijker: Je docent geruikt enkel de conductiviteit van het aluminium en niet die van het water, waardoor je k waarde groter is dan in werkelijkheid. De conductiviteit van water bedraagt ongeveer 0.60 W/mK! Dat is dus bijna 400 keer kleiner. Als je de tijd met deze waarde berekend bekom je al 70 seconden (wordt weeral iets realistischer).


Er zijn echter nog twee opmerkingen over de gebruikte formules:

Je moet gebruiken van convectie in plaats van conductiecoŽfficienten (deze bepalen is in werkelijkheid zeer moeilijk).

Er komt nog eens bij dat hij de verkeerde formule gebruikt, omdat het gaat om een gekromd oppervlak. De wet van Fourrier verandert daardoor een beetje.


Mij lijkt in die twee zaken (dikte en foute conductiecoŽfficient) de reden te zitten van die onrealistische waarde, maar ik kan een denkfout maken natuurlijk. Als je meer uitleg zou willen over de formules moet je het maar vragen.

#7

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 november 2010 - 22:17

Inderdaad, ik kan nergens ook maar iets vinden over de warmtevereffeningscoefficient die meteen optreedt bij niet-stationaire warmteoverdracht. Waarvan hier dus ZEKER sprake is. Het controlevolume wordt nu eenmaal niet ideaal gemengd.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures