Stollen en smelten

charlotte24

hallo,

ik heb hier een vraagstuk waar ik echt niet aan uit geraak.

Je hebt een calorimeter met een warmte-capaciteit van 25 J/°C. Er zit 250 gr water in van 5°C. Je voegt er 720 gr ijs bij.

Na evenwicht zal er 30gr ijs meer gevormd zijn. Wat was de begintemperatuur van het ijs?

De warmtecapaciteit van water is 4190 J/kg°C en de Ls is335kJ/kg

De oplossing is -9,7°C, maar hoe kom je eraan??

Ik heb dinsdag examen, dus een beetje hulp gevraagd...

ALvast bedankt!!

Ruben01

Je moet niet extra groot beginnen typen hoor, we kunnen het gewone lettertype ook lezen.

Normaal wanneer je dinsdag examen hebt moet je toch wel een boek of cursus hebben met enkele formulles voor dit uit te rekenen.

Misschien kan je zelfs eens een poging doen en dan kunnen we eventueel bijsturen of checken waar je fout zit.

Veel succes

Ruben01

>>EDIT misschien kan je ook de zoekfunctie van het forum eens gebruiken, er zijn wel al een aantal topics gepasseerd ivm thermodynamica.

Jan van de Velde

Er is voor ál deze sommetjes één manier om ze feilloos op te lossen.

systematisch werken.

zet van alle verschillende stoffen (ijs en water zijn verschillende stoffen!, en een calorimeter kun je ook als een stof beschouwen met massa = 1 kg) netjes alles op een rijtje in een tabel.

stof massa / temperatuur / warmtecapaciteit c.q. smelt of stollingswarmte wordt stof massa / temperatuur / warmtecapaciteit c.q. smelt of stollingswarmte

voorbeeldje uit een ander topic: (dus niet jouw gegevens)

35 g gram ijs 0°C +smeltwarmte y J/g wordt 35 gram water van 0°C: + 35·y J

35 gram water van 0°C + warmte 4,2 J/(g·K) wordt water van 16,5°C: + .....J

1 calorimeter van 26°C - warmtecapaciteit 90 J/(calorimeter·K) wordt calorimeter van 16,5°C: - .......J

300 g water van 26°C - warmte 4,2 J/(g·K) wordt water van 16,5°C: - .....J

vul de resultaten op de stippellijntjes in, de som van de resultaten moet 0 zijn. Werk uit om y op te lossen.

kun je voor ons eens zo'n tabelletje maken van jou stoffen? Let op de eerste twee regels: eerst een regel om het ijs te laten smelten, daarna een regel om dat smeltwater op te warmen. Jij zult dus een hoeveelheid water moeten afkoelen, en dan die hoeveelheid water moeten laten stollen. Dat worden dus ook twee regeltjes.

Jan van de Velde

in nog een ander topic had ik het nog wat netter op een rijtje gezet, als aanzet tot een microcursus:

en dat is volgens mij exact jouw opgave

In een caloriemeter met warmtecapaciteit 25 J /°C en die 250 g water van 5°C bevat brengt men 720 ijs .Bij thermisch evenwicht blijkt er 30 g méér ijs te zijn .Bepaal hieruit de begintemperatuur van het ijs . (Q= c . m . t , + Q=Ls .m , )...

(antwoord: -9,7 °C )

zet elke aparte stof (ijs en water zijn twee aparte stoffen !!!) op een aparte regel

zet daar weer de massa's achter waarmee je van elke stof begint ( m in kg , geef een calorimeter de massa "1")

zet daar weer de warmtecapaciteiten achter (, C in J/kg·K)

zet daar weer de temperatuursverandering achter.(Δ T in K)

energie opnemen: opwarmen, smelten of verdampen: teken +

energie afstaan : afkoelen, stollen of condenseren: teken -

stof.............. massa... ..warmtecap........(.T_eind.....T_begin).....|ΔT|.....teken..ΔQ

.......................kg...... .....J/kg·K..............°C..........°C..........K.......(+ of -)..J

water........... 0,250 .......4195 ................( 0 ......... 5)...........5.......= - .... J

ijs.................0,720........2200.................( 0 .....???)........... ???.....= + ??? J

calorimeter.......1............25.....................( 0........5)..........5 ....... = - .... J

water--> ijs.....0,030......334000.................................................. = - .... J ₊

totaal:--------------------------------------------------------------------------- 0 J

Als je elke regel nou apart uitrekent moet het sommetje van al die uitkomsten 0 zijn, want alle energie blijft binnen het systeem. Zo weet je hoeveel ??? J je moet halen uit opwarmend ijs. Met behulp van diezelfde regel kun je dan probleemloos uitrekenen hoeveel dan de begintemperatuur van het ijs was.

En ál die calorimetersommetjes kun je met precies zo'n zelfde tabel oplossen. Gewoon alles systematisch op een rijtje zetten.

Rov

\(Q_{opgenomen}= -Q_{afgegeven} \Leftrightarrow m_{ijs}c_{water} \Delta T_{ijs} = -m_{water \to ijs}L_{water \to ijs} - c_wm_w \Delta T_{w} - c_{cal}m_{cal}\Delta T_{cal}\)

Zoals Jan zegt is de eindtemperatuur van het geheel 0°C, dus die valt overal weg, ook is de massa van de caloriemeter 1, die je ook weglaten.

\(-m_{ijs}c_{ijs}T_{ijs} = - m_{water \to ijs}L_{water \to ijs} + c_wm_wT_{water} + c_{cal}T_{cal}\)

Omrekenen geeft dan:

\(T_{ijs} = -\frac{- m_{water \to ijs}L_{water \to ijs} + c_wm_wT_{water} + c_{cal}T_{cal}}{m_{ijs}c_{ijs}}\)

Jan van de Velde

Mooi hè, zo twee verschillende benaderingen van het oplossen van een vraagstuk.

Mijn methode is wat meer werk maar vraagt minder inzicht. Rov's methode net andersom.

Mijn advies: eerst wérk (mijn methode), krijg daardoor het inzicht, en dan hoef je na wat oefenen die tabellen helemaal niet meer op papier te zetten en na nog wqt oefenen steek je zelf zonder diep nadenken van die formules als die van Rov in elkaar.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Stollen en smelten

Stollen en smelten

Re: Stollen en smelten

Re: Stollen en smelten

Re: Stollen en smelten

Re: Stollen en smelten

Re: Stollen en smelten