we kregen een vraagstuk over warmteberekeningen met faseovergangen tijdens de lessen fysica en ik kon er niet echt aan uit.
Vraagstuk:
We hebben 5kg ijs op -20°C en daaraan voegen we 10kg paraffine(vloeibaar) op een temperatuur van 150°C toe(in een ideale caloriemeter). En de stoltemperatuur van het vloeibaar paraffine is 46°C, bereken de eind temperatuur van het mengsel. We houden geen rekening met de verandering van de soortelijke warmtecapaciteit bij temperatuurstoename of -afname.
lsparaffine= 209 kJ / kg
lswater= 355 kJ / kg
cijs = 2.2 kJ / kg*K
cwater= 4.19 kJ / kg*K
cparaffine= 2.14 kJ / kg*K
(de verandering van de soortelijke warmtecapaciteit bij faseovergang van de paraffine is verwaarloosbaar)
Hint: evalueer de verschillende scenario's.
Scenario 1: eind temp. = 0°C
Scenario 2: eind temp. < 0°C
Scenario 3: eind temp. > 0°C en < 46°C
Scenario 4: eind temp. = 46°C
Scenario 5: eind temp. > 46°C
Warmte nodig om het ijs een temperatuursverandering te laten ondergaan van -20°C tot 0°C.
Qijs= mijs * cijs * ΔT
Qijs= 220 kJ
Warmte nodig om het ijs te laten smelten.
Qsmelt= mwater * lswater
Qsmelt= 1775 kJ
Warmte nodig om het water een temperatuursverandering te laten ondergaan van 0°C tot 100°C.
Qwater= mwater * cwater * ΔT
Qwater= 2095 kJ
Warmte nodig om het ijs een temperatuursverandering te laten ondergaan van 150°C tot 46°C.
Qparaffine vloeibaar= mparaffine * cparaffine * ΔT
Qparaffine vloeibaar= 2225 kJ
Warmte nodig om het ijs te laten smelten.
Qstol= mparaffine * lsparaffine
Qstol= 2090 kJ
Warmte nodig om het water een temperatuursverandering te laten ondergaan van 46°C tot 0°C.
Qparaffine vast= mparaffine * cparaffine * ΔT
Qparaffine vast= 984 kJ
Hoe moet ik verder?
