Springen naar inhoud

[thermodynamica]


  • Log in om te kunnen reageren

#1

r.zentveld

    r.zentveld


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 06:45

Mijn vraag is misschien even simpel als moeilijk.
Indien men een bepaalde hoeveelheid water van een bepaalde warmte toevoegd aan een bepaalde massa ijs van een bepaalde warmte en we vervolgens de uiteindelijke temperatuur wil weten zonder invloed van de omgevingstemperatuur, dan kunnen we middels de bekende overdrachtsformules uitrekenen wat deze is.

Het opwarmen van het ijs, de stollings/smeltings energie, en de energie welke nodig is om het water af te koelen. Uiteindelijk is er een evenwicht.

Wat er echter terug te vinden is in de boeken is dat er altijd vanuit gegeaan wordt dat het ijs smelt.
Deze variabelen vult men in en de formule klopt volgens de bekende wetten. Indien men echter er vanuit gaat dat het water bevriest, en dus de stollings energie wordt ingevuld klopt het hele verhaal niet.
Ergens zit er een redenerings of formule fout ? Wie weet hier meer van?

:

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
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 08:37

Wat er echter terug te vinden is in de boeken is dat er altijd vanuit gegeaan wordt dat het ijs smelt.  
Deze variabelen vult men in en de formule klopt volgens de bekende wetten. Indien men echter er vanuit gaat dat het water bevriest, en dus de stollings energie wordt ingevuld klopt het hele verhaal niet.  
Ergens zit er een redenerings of formule fout ?


Het hele verhaal klopt en blijft kloppen. Ik vermoed dat jouw interpretatie van het verhaal, of jouw wijze van invullen van formules, niet klopt. :)

Stollingswarmte is hetzelfde als smeltwarmte, maar dan met een minnetje ervoor, zit daar toevallig niet je probleem?

Als je ons zo'n mislukkend voorbeeldje voorrekent, stap voor stap, kunnen we je ongetwijfeld laten zien waar je mis stapt. :)
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

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 08:57

Het probleem zit er volgens mij in dat je niet altijd vantevoren weet wat er gaat gebeuren. Zal het ijs smelten of zal het water bevriezen? Volgens mij moet je één optie aannemen, en als dat niet uitkomt dan de andere proberen.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 09:34

Zal het ijs smelten of zal het water bevriezen? Volgens mij moet je één optie aannemen, en als dat niet uitkomt dan de andere proberen.


En dan heb je nog het risico dat je uiteindelijk toch terechtkomt in deels water, deels ijs.
Het slimste is (en dat lijkt een beetje op wat Klazon zegt):

Neem aan dat alles water wordt van 0°C, en reken daar alles naar toe:
alle ijs warm je op tot 0°C (warmtecapaciteit ijs x aantal graden opwarming x massa ijs) warmte nodig
alle ijs smelt je (smeltwarmte ijs x massa ijs) warmte nodig
alle water koel je af naar 0°C (warmtecapaciteit water x aantal graden afkoeling x massa water) warmte komt vrij.

Je hebt nu allemaal water (massa oorspronkelijk water + massa oorspronkelijk ijs) van 0°C, en een hoeveelheid energie over of tekort.
Met een overschot aan energie warm je alle water dat je inmiddels hebt terug op.
(massa (water+ijs) x warmtecapaciteit water)
Een tekort aan energie haal je eerst terug door te berekenen hoeveel water je moet laten stollen. (massa (water +ijs) x stollingswarmte water), en dat geeft je de massa water die je nog terug moet bevriezen
Is dat álle water, en heb je dan nóg energie tekort, dan ga je dat ijs van 0°C dat je inmiddels hebt verder afkoelen (massa (water +ijs) x warmtecapaciteit ijs), en zie je vanzelf hoever je terug moet koelen.

zo kom je er altijd. :)
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

r.zentveld

    r.zentveld


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 09:54

Bedankt voor de reacties,



Jullie geven in principe precies aan waar de pijn zit.
Je moet aannemen dat....., of als je eerst rekening houdt met de ene fase en dan eens rekent met de andere.... dan kom je er wel uit.

Het probleem zit hem nou net in het feit dat je niet uit kunt gaan van een bepaalde vergelijking, dan een kwestie van de gegevens invullen en je hebt je eindtemperatuur. De uitkomst van de vergelijking is afhankelijk van het vermoeden van de status aan het einde van de fase. (dat is toch op zijn minst vreemd te noemen).
In de tot nu toe mij bekende formules is er sprake van een evenwicht waarin je de variabele ingeeft en klaar is kees. Of je het nou over temperaturen, stromingsleer, elktrotechniek of sterketeleer hebt, het is allemaal duidelijk.

Het knaagt, en dat laat me niet los.

#6

Koen007

    Koen007


  • >25 berichten
  • 92 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 13:48

Mensen die formules gebruiken door gewoon getalletjes in te vullen en klaar is kees zeggen zullen nooit echt inzicht krijgen in de materie waarmee ze bezig zijn.

Formules hebben altijd een bepaalde range en voorwaarden waarbinnen ze geldig zijn. Het is aan de gebruiker van die formules om die limieten te kennen en er over te waken dat hij hieraan voldoet. Dat kan hij alleen maar doen door het resultaat van zijn berekening in vraag te stellen en na te gaan of het wel kan.

't Is zoals met computers, formules maken nooit fouten, enkel de mensen die ze gebruiken.

De methode die Jan hierboven aanhaalt is perfect wetenschappelijk te verantwoorden en hoef je helemaal niet vreemd te vinden.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2006 - 17:52

Het knaagt, en dat laat me niet los.


Misschien helpt het als je beseft dat je geen formule zonder voorwaarden kúnt opstellen, omdat je te maken hebt met drie verschillende stoffen (ijs, water en waterdamp, laten we die laatste ook maar meenemen als we toch bezig zijn) die middels twee processen (smelten/stollen resp verdampen/condenseren) in elkaar kunnen overgaan.

Je hebt te maken met drie verschillende warmtecapaciteiten en twee verschillende fase-overgangswarmten. Welke data je nodig hebt hangt af van de fase van je uitgangsstof en de richting van je proces. Begin dan nog eens met twee verschillende uitgangsposities (water x°C en ijs -y °C) en het feest is compleet. Je hebt een stapsgewijs verlopend totalproces. Je zult ook stapsgewijs moeten werken.

Begin je alleen met ijs van 0 K, en ga je warmte toevoeren, dan kruipt die warmte in temperatuursstijging. Bereik je eenmaal 273 K, dan blijf je warmte toevoeren, en krijg je ineens twee stoffen die echter plotseling niét van temperatuur veranderen tijdens het verder toevoeren van warmte zolang niet alle ijs water is geworden. Daarna ga je in hetzelfde tempo door met warmte toevoeren, maar stijgt de temperatuur minder voor elke joule die je toevoegt, omdat water nou eenmaal een andere warmtecapaciteit heeft dan ijs.

Zonder als-dan algoritmes is zoiets volgens mij niet op te lossen.

En daarvoor hoef je niks aan te nemen, je moet alleen maar alles naar één vast punt toerekenen en dan beslissen of je nog warmte over hebt, of tekort. Het ís een serie formules, waarbij de resultaten van de voorgaande stap worden gebruikt om te beslissen (in tegenstelling tot aannemen) welke van de volgende beschikbare formules je inzet in de volgende stap. Niks mis mee. Niks natte vingerwerk. Een computer kan het, en die kan niks aannemen.......
Die gaat een programmaatje uitvoeren in de trant zoals ik die in mijn vorige bericht beschreef. :)
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