Springen naar inhoud

Calorimetrie


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 juli 2007 - 14:05

Hoeveel water van 0C moeten we aan 6 kg water van 20C toevoegen om een een eindtemperatuur van 8C te verkrijgen?

Gegeven :
=======

T1 = 0C
cw = 4186 kJ/kgK
m = 6 kg
T2 = 20C
Te = 8C

Gevraagd
======

m

Oplossing :
=======

Q1 = Q2

m * cw * (Te - T1) = m * cw * (T2 - Te)

6kg * 4816 kJ/kgK * (8C - 0C) = m * 4186 kJ/kgK * (20C - 8C)

6 kg * 4186 * 8 = m * 4186 * 12

Hoe ga ik verder of ben ik verkeerd bezig?

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

#2

TD

    TD


  • >5k berichten
  • 24049 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 juli 2007 - 14:11

Nu heb je de 6kg water gezet bij het lid dat van 0C naar 8C moet gaat, maar die hoeveelheid is net onbekend. In het ander lid, het water dat van 20C zal dalen naar 8C, zet je de onbekende m terwijl je van dat water weet dat er 6kg is.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

#3

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 juli 2007 - 14:27

Nu heb je de 6kg water gezet bij het lid dat van 0C naar 8C moet gaat, maar die hoeveelheid is net onbekend. In het ander lid, het water dat van 20C zal dalen naar 8C, zet je de onbekende m terwijl je van dat water weet dat er 6kg is.


Inderdaad zie het eens verbeteren

Q1 = Q2

m * 4816 kJ/kgK * (8C - 0C) = 6kg * 4186 kJ/kgK * (20C - 8C)


Is het zo juist?

Veranderd door Stef31, 11 juli 2007 - 14:29


#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 juli 2007 - 14:41

Ik vind die methode nogal rommelig en onoverzichtelijk (bewijs: je zette de temperatuursverandering bij de verkeerde massa)

Zet je gegevens eens in een tabel

stef31calori.png

nu kun je eenvoudig de velden met vraagtekens n voor n volrekenen.

stap 1a en 1b (blauw) is eenvoudig.
nu kun je ook stap 2 uitrekenen (lila)
som van warmtestromen is 0, dus nu kun je stap 3 uitrekenen (rood)
tenslotte kun je stap 4 uitrekenen (groen)

De formule waar je nu gearriveerd was is juist overigens, op n detail na: het is niet 4186 kJ/kgK.

Veranderd door Jan van de Velde, 11 juli 2007 - 14:47

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

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 juli 2007 - 15:14

Ik vind die methode nogal rommelig en onoverzichtelijk (bewijs: je zette de temperatuursverandering bij de verkeerde massa)

Zet je gegevens eens in een tabel

stef31calori.png

nu kun je eenvoudig de velden met vraagtekens n voor n volrekenen.

stap 1a en 1b (blauw) is eenvoudig.
nu kun je ook stap 2 uitrekenen (lila)
som van warmtestromen is 0, dus nu kun je stap 3 uitrekenen (rood)
tenslotte kun je stap 4 uitrekenen (groen)

De formule waar je nu gearriveerd was is juist overigens, op n detail na: het is niet 4186 kJ/kgK.



Kan ik zo'n tabel steeds gebruiken voor gelijk welk vraagstuk voor het berekenen van de warmtebalans?

Ik heb de volgende resultaten gevonden:

delta T (koudwater) = 8C
delta T (warmwater) = 12C
Q (afgestaan) = 301392 J

m * 4186 J/kgK * 8C = 301392 J
m = 301392J / (4186 * 8)
m = 9 kg

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 juli 2007 - 15:52

Kan ik zo'n tabel steeds gebruiken voor gelijk welk vraagstuk voor het berekenen van de warmtebalans?

Ja. Ik ben er momenteel een microcursusje voor aan het schrijven, want je bent niet de enige die vastloopt in dat heen-en-weergereken. Zo'n tabel is overigens niks anders dan het overzichtelijk rangschikken van je gegevens, zodat je stap voor stap kunt rekenen.

voorproefje:
stappenplan:
  • bepaal hoeveel "verschillende stoffen" er in je opgave zitten. Een "stof" noemen we hier alles waarvoor je een aparte massa, f soortelijke warmte, f temperaturen, f warmtestroom voor gegeven of gevraagd krijgt. (een kg condenserende stoom worden dus DRIE stoffen: 1 kg stoom afkoelen tot 100C, 1 kg stoom condenseren, 1 kg condenswater afkoelen)
  • maak een tabel met voor elke stof een eigen regel
  • verdeel de tabel in kolommen stofnaam, massa m, soortelijke warmte c, eindtemperatuur Teind , begintemperatuur Tbegin, ΔT en warmtestroom Q.
    Die kolommen komen uit de combinatieformule:LaTeX
  • vul in elk veld in wat je weet. Gegevens als soortelijke warmte moet je misschien uit een tabellenboek halen.
  • zorg dat je je beginstoffen allemaal naar n eindtemperatuur brengt. Deze eindtemperatuur is dan de begintemperatuur voor je eindstof. (een handig gekozen temperatuur bespaart je wat rekenwerk)
  • kijk dan regel voor regel en kolom voor kolom welk leeg vak je zou kunnen berekenen aan de hand van andere gegevens in de regel of kolom.
  • herhaal stap 6 totdat je tabel helemaal gevuld is.


voorbeeld:

"Met 1 kg oververhitte stoom van 120C wordt 10 kg water van 20C opgewarmd. Wat is het eindresultaat?"

We gaan dit weer oplossen met de tabelmethode.
Stap 1: bepaal hoeveel "verschillende stoffen" er in je opgave zitten. Een "stof" noemen we hier alles waarvoor je een aparte massa, f soortelijke warmte, f temperaturen, f warmtestroom voor gegeven of gevraagd krijgt.
We hebben stoom en water. Dat zijn al twee "stoffen". De stoom moeten we gaan opdelen in drie "stoffen": stoom afkoelen (c = 2207 J/kgK), stoom condenseren tot water (ce = 2 226 000 J/kg), en tenslotte het gecondenseerde water afkoelen tot de evenwichtstemperatuur (c = 4180 J/kgK). We halen hier weer het oude kunstje uit: we laten alles afkoelen tot n dezelfde Teind (bijv 20C), en zetten er weer onze "eindstof"regel in, die dan natuurlijk voor Tbegin 20C krijgt (de gekozen Teind van de stoom en het koude water).

Geplaatste afbeelding (afb. #)

Nou, ga je gang. Het antwoord vind je in de
  • 10 kg koud water en 1 kg stoom geeft samen 11 kg mengwater.
  • De 20C als eindtemperatuur van de beginstoffen zijn zo gekozen dat het koude water niet van temperatuur verandert. ΔT= 0, en Q van het koude water dus ook 0 (makkelijk h, als je slim kiest).
  • De afkoelende stoom heeft een ΔT van 100 -120 = -20C, Q kun je nu berekenen
  • De stoom condenseert, begin- en eindtemperatuur zijn niet van toepassing (nvt), bij ΔT vullen we toch een minnetje in om ons eraan te herinneren dat er energie vrijkomt uit de stof. Q is nu te berekenen.
  • Nou moeten we dat condenswater nog afkoelen van 100C naar 20C, ΔT = 20 - 100 = -80C, Q is te berekenen.
  • Nu we alle Q's van onze beginstoffen kennen kunnen we de Q van de eindstof (mengwater) berekenen.
  • Daarvan hebben we m=11 kg, met een c = 4180 J/kgK . ΔT bereken je met Q/(mc) en die blijkt +57,4 K.
  • Met een Tbegin geeft dat dus een T eind van 77,4C
  • klaar.
Geplaatste afbeelding (afb. #)

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