Ik krijg het gevoel dat we dit beter "the hard way" doen
Volgens de cursus:
stap 1: gedachtenfilmpje: we hebben een beker met water en een dompelaar. De dompelaar wordt heet en we stoppen hem een minuut in het water. Door de warmte van de dompelaar zijn na een minuut zowel het water als de beker warmer geworden.
stap 2 vertalen:
- >>Een dompelkoker met een vermogen van 300W wordt gedurende een minuut in 0,500kg water gehouden .Het water met begintemperatuur van 20 °C bevindt zich in een beker met een warmtecapaciteit van 40 J /°C .Wat is de eindtemperatuur van het water ;
zodra je een natuurkundewoordje tegenkomt stop je en schrijf je op:
gegeven:
>>Een dompelkoker met een vermogen van 300W
P = 300W = 300 J/s
wordt gedurende een minuut
t= 60 s
in 0,500kg water gehouden
mw=0,500 kg (w van water)
.Het water met begintemperatuur van 20 °C
Tbegin =20 °C
bevindt zich in een beker met een warmtecapaciteit van 40 J /°C
cb= 40 J/°C (b van beker)
uit een tabel of voorkennis weet je verder nog:
de soortelijke warmtecapaciteit van water is:
scw= 4190 J / kg.°C
gevraagd
Wat is de eindtemperatuur van het water?
Teind =?? °C
stap 3: formules
Bekende
formules waarin bovenstaande grootheden voorkomen:
E= P·t
Q= c. m. (Teind - Tbegin)
Zowel water als beker worden warmer (stel je voor dat je de beker in je hand vasthoudt, doe je zoiets zonder pannelap? Het water zit in de beker, in innig contact dus, we mogen veronderstellen dat de beker steeds even warm is als het water. Als dat water al warmer wordt, dan kan dat alleen maar van die dompelaar komen. Q
opgenomen is inderdaad Q
afgestaan, dus inderdaad:
Q=Qw + Qb
Nog geen kant en klare oplossing, maar eens ergens beginnen rafelen dan:
Stap 4: invullen (begin maar ergens als je niet ziet waar het best te beginnen.)Warmte is energie, dus
Q=E= P·t
invullen =
300 J/s x
t= 60 s = 18 000 J
(zie je waarom J ??) Daarom neem ik die eenheden altijd mee in de berekeningen. 300 J/s x 20°C = 6000 J°C/s . J°C/s is een onzineenheid die niks met de grootheid E of Q te maken heeft, want daar hoort joule alleen bij. Die berekening MOET dus fout zijn.
Hoera, Q kennen we nu al, 18 000 J. Bijplaatsen in de gegevenslijst, zo hou je overzicht:
- gegeven:
P = 300W = 300 J/s
t= 60 s
mw=0,500 kg (w van water)
Tbegin =20 °C
cb= 40 J/°C (b van beker)
scw= 4190 J / kg.°C
Q = 18 000 J
gevraagd
Teind =?? °C
Voor elke graad dat de beker opwarmt is een zekere hoeveelheid energie nodig:
Q
b = c
b· (T
eind - T
begin)
invullen:
Q
b = 40 J/°C ·(T
eind - 20°C)
Nou, verder kom ik hier niet mee, twee onbekenden
Elders rafelen:
voor elke graad dat het water opwarmt is een zekere hoeveelheid energie nodig:
Qw= c. mw. (Teind - Tbegin)
invullen:
Q
w= 4190 J / kg.°C · 0,500 kg (T
eind - 20°C>)= 2095
J/°C (T
eind - 20°C>)
Wéér twee onbekenden. Maar let op die vette
J/°C. da's niet toevallig, want:
Eenhedenvergelijking: (J / kg.°C) · kg =
J/°C.
die stond er bij die beker óók al.
Ik zie het even niet meer. Dan die onvolrekende gegevens maar eens in de lijst erbij zetten:
- gegeven:
P = 300W = 300 J/s
t= 60 s
mw=0,500 kg (w van water)
Tbegin =20 °C
cb= 40 J/°C (b van beker)
scw= 4190 J / kg.°C
Q = 18 000 J
Qw= 2095 J/°C (Teind - 20°C>)
Qb = 40 J/°C ·(Teind - 20°C)
gevraagd
Teind =?? °C
Heeee, nou staan er drie Q's in mijn gegevenslijst. Hadden we niet een formule :
Q=Q
w + Q
b
invullen:
18 000 J= 2095 J/°C (T
eind - 20°C) + 40 J/°C ·(T
eind - 20°C)
rekenen:
18 000 J= ( 2095 J/°C + 40 J/°C) (T
eind - 20°C) =
18 000 J= 2135 J/°C x (T
eind - 20°C)
18 000 J / 2135 J/°C = T
eind - 20°C
joule gedeeld door joule per graad celsius is gewoon graden celsius:
8,43°C = T
eind - 20°C
8,43°C + 20°C = T
eind
T
eind = 28,43°C
Zo, en ga hiermee maar eens helemaal die cursus "systematisch rekenvragen oplossen" uitgebreid bestuderen.
Ken je grootheden, en bijbehorende eenheden symbolen, voorvoegsels.
ken je formules.
vertaal je opdracht naar natuurkunde-taal (de symbooltjes)
zoek bijpassende formules bij je vertaalde woordjes.
zie je het niet, blijf systematisch doorrafelen. Eéns kom je er.
MAAR NIET ALS JE TEMPERATUREN (
T) MET TIJD (
t)VERWART [rr]
