[natuurkunde] soortelijke warmte water

bera002

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

Ger

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.

Jan van de Velde

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?

bera002

Jan van de Velde schreef: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 ??

Jan van de Velde

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?

bera002

Jan van de Velde schreef: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

Jan van de Velde

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

Spoiler: [+]: 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?

bera002

Jan van de Velde schreef: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
Spoiler: [+]
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

Jan van de Velde

bera002 schreef: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 = T_eind - 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.......

bera002

Jan van de Velde schreef:dubbele rekenfout waarmee je toevallig weer goed uitkomt.

ΔT = T_eind - 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 ???

Jan van de Velde

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

bera002

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

Jan van de Velde

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.

bera002

Jan van de Velde schreef: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.

Jan van de Velde

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.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] soortelijke warmte water

[natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte water