Springen naar inhoud

[natuurkunde] soortelijke warmte water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 13:34

Hallo allemaal,

Ik hoop dat jullie mij kunnen helpen. Heb een opdracht om te maken maar begrijp er vrij weinig van, kan iemand mij op weg helpen? De vraag luidt:

Door een koperen buis ( uitwendig Φ 15, inwendig Φ 12) stroomt water van 10 °C. De leiding hangt in een kruipruimte waarin de temperatur constant -5 °C bedraagt. Op een zeker moment staat het water ( voor enkele uren) stil.
Voor de nu optredende afkoeling dient u te rekenen aa één strekkende meter leiding. Tijdens het afkoelen daalt de temperatuur van 10 °C tot 0 °C; u dient met een ( gemiddelde) warmteafgifte van 5W te rekenen. Vervolgens kan het water bevriezen; u dient nu met een warmteafgifte van 3W te rekenen.

Overige gegevens:
soortelijke warmte water: c = 4,2 kJ/kg.K
stollingswarmte van water: l =335 kJ/kg

Bereken:
a. Hoe lang duurt het totdat het water een temperatuur van 0 °C heeft bereikt?
b. Hoe lang duurt ( vervolgens) het volledig bevriezen van de leiding inhoud?
c. Noem één reden waarom u de invloed van het koper niet in rekening hoeft te brengen.


Ik hoop dat iemand een antwoord voor mij heeft, of anders de formules waarmee ik het zelf kan berekenen.

Met vriendelijke groet,


Miki

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

#2

Ger

    Ger


  • >5k berichten
  • 16444 berichten
  • Technicus

Geplaatst op 23 november 2008 - 13:40

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.
"Knowledge speaks, but wisdom listens."
- Jimi Hendrix -

#3

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 13:53

Vooralsnog niet te moeilijk denken: als gevolg van de temperatuur in de kelder koelt er een beetje water af. <

Je rekent volgens de opdracht steeds emt 1 m leiding.

in één m leiding, hoeveel L water zit daarin?
hoeveel kg water is dat?
hoeveel energie (J) komt daaruit als eht 1°C afkoelt?
die warmteoverdracht gaat in een tempo van 5 W , dat is 5 J/s.
hoelang duurt het dan om dat water 10°C te laten afkoelen?
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

#4

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 14:31

Vooralsnog niet te moeilijk denken: als gevolg van de temperatuur in de kelder koelt er een beetje water af. <

Je rekent volgens de opdracht steeds emt 1 m leiding.

in één m leiding, hoeveel L water zit daarin?
hoeveel kg water is dat?
hoeveel energie (J) komt daaruit als eht 1°C afkoelt?
die warmteoverdracht gaat in een tempo van 5 W , dat is 5 J/s.
hoelang duurt het dan om dat water 10°C te laten afkoelen?


V = 3.14/4 * d kwadraat * l = 0,011304 kubieke meter.
m = 0.011304kubike meter*1000 kg/kubike meter =11.304 kg
verder is mij totaal onduidelijk hoe verder ??

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 14:40

rekenfouten. Een metertje koperpijp van die diameter kan nooit 11 kg water bevatten. Eerder 0,11 kg.

Als je dat gecorrigeerd hebt, om één g water één graad af te koelen moet je er 4,2 J warmte uithalen.
Hoeveel warmte moet eruit om 10° af te koelen?
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

#6

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 15:03

rekenfouten. Een metertje koperpijp van die diameter kan nooit 11 kg water bevatten. Eerder 0,11 kg.

Als je dat gecorrigeerd hebt, om één g water één graad af te koelen moet je er 4,2 J warmte uithalen.
Hoeveel warmte moet eruit om 10° af te koelen?


Sorry, maar ik begrijp het nog niet helemaal. Het is voor mij 25 jaar geleden dat ik voor het laatst hiermee te maken heb gehad, dus het duurt even voordat ik alles begrijp.

Volgens mijn berekening komt het zo uit te zien
Q=m*c*ΔT
Q=0.11kg*4.2kJ*10K
Q=0.11kg*4200J*10K=462 J

Maar hoeveel tijd is daarvoor nodig ?
Alvast hartelijk dank voor al je hulp!

Miki

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 15:08

Q=0.11kg*4200J*10K=462 J

We gaan vooruit, maar heb je die 0,11 kg nou van mij overgeschreven of zelf herberekend? Je mag in tussenberekeningen nooit afronden. Ook hier ga je trouwens weer een factor 10 fout. Zie aan
Verborgen inhoud
4750
J te komen......

dan, een afkoelend vermogen van 5 W betekent een afkoelend vermogen van 5 J/s (watt is niks anders dan een zondagse naam voor de eenheid joule per seconde)
Elke seconde kan er dus 5 J wegstromen, hoeveel seconden duurt het dan vóórdat die warmte die je moest afvoeren ook daadwerkelijk afgevoerd is?
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

#8

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 15:56

We gaan vooruit, maar heb je die 0,11 kg nou van mij overgeschreven of zelf herberekend? Je mag in tussenberekeningen nooit afronden. Ook hier ga je trouwens weer een factor 10 fout. Zie aan

Verborgen inhoud
4750
J te komen......

dan, een afkoelend vermogen van 5 W betekent een afkoelend vermogen van 5 J/s (watt is niks anders dan een zondagse naam voor de eenheid joule per seconde)
Elke seconde kan er dus 5 J wegstromen, hoeveel seconden duurt het dan vóórdat die warmte die je moest afvoeren ook daadwerkelijk afgevoerd is?


Beste Jan zo ziet bij mij hele berekening uit :

V=3.14/4*0.12²*1=0.11304 m³
m=V*ρ m= 0.11304*1000=0.11304 kg
Q=m*c* ΔT Q=0.11304kg*4200J/kg.K*(10-0)=4747.86 J afgerond 4750J
4747.86/5=950s of 15h50m
Ik hoop dat ik in de goede richting zit want ik heb morgen een tentamen hierover en als ik ernaast zit wijs me AUB waar fout zit.

Nogmaals bedankt,

Miki

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 16:07

V=3.14/4*0.12²*1=0.00011304 m³
m=V*ρ m= 0.00011304*1000=0.11304 kg

dubbele rekenfout waarmee je toevallig weer goed uitkomt.

Q=m*c* ΔT Q=0.11304kg*4200J/kg.K*(10-0)=4747.86 J afgerond 4750J

ΔT = Teind - T begin, bij die "Δ" bereken je altijd eindtoestand min begintoestand
Q=m*c* ΔT Q=0.11304kg*4200J/kg.K*(0-10 )= - 4747.86 J afgerond - 4750J

4747.86/5=950s of 15h50m

hoeveel seconden gaan er in een minuut?


En dan nog het traject van bevriezen.......
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

#10

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 16:35

dubbele rekenfout waarmee je toevallig weer goed uitkomt.


ΔT = Teind - T begin, bij die "Δ" bereken je altijd eindtoestand min begintoestand
Q=m*c* ΔT Q=0.11304kg*4200J/kg.K*(0-10 )= - 4747.86 J afgerond - 4750J

hoeveel seconden gaan er in een minuut?


En dan nog het traject van bevriezen.......


Ik was inderdaad wat te snel met omrekenen 950s=15min50s
maar hoe ik ook volgende uitreken kom ik nooit op 0.00011304
V=3.14/4*0.12²*1
rekenmachine geeft als antwoord 0.11304 en daar zit fout hoe kan dat ???

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 16:37

Φ 12 betekent diameter 12 mm = 0,012 m.
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

#12

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 17:00

Φ 12 betekent diameter 12 mm = 0,012 m.


Voor de laatste keer vandaag omdat ik niet vervelend wil zijn.
Traject van bevrizen:

Q=0.11304*335*-5=-218.84 J afgerond -220 J
220/3=73.33333333 afgerond 73s

Waarom ik invloed van koper niet hoeft in rekening te brengen
is denk ik omdat het dun is !!

Hartelijk dank heleboel is me duidelijker geworden.

Miki

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 17:42

Hartelijk dank heleboel is me duidelijker geworden.

maar nog niet helemaal duidelijk

Voor de laatste keer vandaag omdat ik niet vervelend wil zijn.

Voel je niet vervelend, nergens goed voor, als we hier een hekel aan hadden deden we het sowieso niet.

Traject van bevriezen:

Q=0.11304*335* -5=-218.84 J afgerond -220 J

die 335 klopt niet. Je massa stop je in kg in deze formule, je stollingswarmte moet dan ook in j/kg·K in die formule.

NB: tijdens het stolllen is er géén temperatuursverandering!!
die -5 hoort niet in deze formule thuis.
geef eens de formule voor het stollen, in symbolen?

Waarom ik invloed van koper niet hoeft in rekening te brengen
is denk ik omdat het dun is !!

Da's een nattevinger-redenering (die goed is, zij het niet correct verwoord).
Kun je dit staven met een berekening?
volume koper berekenen
massa koper berekenen
soortelijke warmtecapaciteit koper opzoeken
berekenen hoeveel warmte het oplevert om deze hoeveelheid koper tien graden af te koelen.
vergelijk dit met de warmte die je afvoert om het water af te koelen en te laten stollen.
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

#14

bera002

    bera002


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 november 2008 - 18:32

maar nog niet helemaal duidelijk
Voel je niet vervelend, nergens goed voor, als we hier een hekel aan hadden deden we het sowieso niet.


die 335 klopt niet. Je massa stop je in kg in deze formule, je stollingswarmte moet dan ook in j/kg·K in die formule.

NB: tijdens het stolllen is er géén temperatuursverandering!!
die -5 hoort niet in deze formule thuis.
geef eens de formule voor het stollen, in symbolen?


Da's een nattevinger-redenering (die goed is, zij het niet correct verwoord).
Kun je dit staven met een berekening?
volume koper berekenen
massa koper berekenen
soortelijke warmtecapaciteit koper opzoeken
berekenen hoeveel warmte het oplevert om deze hoeveelheid koper tien graden af te koelen.
vergelijk dit met de warmte die je afvoert om het water af te koelen en te laten stollen.


Ik ging uit van hetzelfde formule
Q=m*c*ΔT
nu je het zegt weet ik niet.

#15

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44896 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2008 - 23:25

De fase-overgangen volgen eigen wetten. Energie speelt wél mee (met hoofdletters zelfs) maar de temperatuur blijft constant, dus ΔT mag niet in de formule staan. Dat is dan gewoon Q=m*c, waarbij c dan (in dit geval) de stollingswarmte voorstelt, in J/kg. Die waarde is héél hoog, dus kijk maar eens goed naar de voorvoegsels en zo die bij je "335" horen.

Tijdens dit proces wordt er volgens je opgave elke seconde 3 J afgevoerd.
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