[natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Wij

Hallo,

Op school bij Natuurkunde hebben we een practicum gehad, met de resultaten moesten we de soortelijke warmte van aluminium bepalen. Het practicum ging als volgt:

We maakten een gesloten stroomkring, en sloten daartussen een volt en ampère meter en een aluminiumcilinder tussenin. De spanning was 5 Volt en de stroomsterkte 1.1 Ampère, dit bleef zo gedurende het proefje. De spanning bleef 5 minuten aan, daarna schakelden we het uit. De temperatuur bleef ná het uitschakelen van de spanningsbron nog 2 minuten stijgen tot 31.8 graden (na 5 minuten was de temperatuur 29 graden Celsius).

Nu moeten wij uit de resultaten dus de soortelijke warmte van Aluminium bepalen, hierbij stuiten wij echter op een probleempje: Hoe bepalen we het warmteverlies?

We gaan ervan uit dat het aantal Joule wat we toevoegen gewoon 5x1.1x5x60=1650 is. We weten alleen dus niet hoe we het warmteverlies moeten bepalen zodra de temperatuur op zijn hoogtepunt is geweest daalt hij, dan in het begin met 0.4 graad per minuut, maar dat is niet constant en een gemiddelde schatten is een beetje moeilijk.

Kan iemand ons helpen met advies voor het bepalen van het warmteverlies?

Bij voorbaat dank,

Wij.

thermo1945

Stel de kamertemperatuur is 20 graden.

Als je verwarmt van 0 tot 40 graden, heb je (vrijwel) evenveel in- als uitstraling.

(Vrijwel, omdat een warmer voorwerp iets sterker straalt dan een koelere.

Andere methode

Stel je verwarmt eerst 40 gram aluminium in water.

Vervolgens verwarm je 60 gram aluminium in evenveel water bij hetzelfde temperatuur traject.

Dan is de extra benodigde warmte puur voor de extra 20 gram aluminium.

Wij

thermo1945 schreef:Stel de kamertemperatuur is 20 graden.

Als je verwarmt van 0 tot 40 graden, heb je (vrijwel) evenveel in- als uitstraling.

(Vrijwel, omdat een warmer voorwerp iets sterker straalt dan een koelere.

Andere methode

Stel je verwarmt eerst 40 gram aluminium in water.

Vervolgens verwarm je 60 gram aluminium in evenveel water bij hetzelfde temperatuur traject.

Dan is de extra benodigde warmte puur voor de extra 20 gram aluminium.

We begrijpen niet helemaal wat je hiermee duidelijk probeert te maken, of hoe dit ons kan helpen bij ons experiment.

De kamertemperatuur was tijdens het experiment 21 graden Celsius, in het begin heeft het blokje alimumium (van 132.5 gram overigens) niet zo veel temperatuurverschil met de omgeving, en zou het dus weinig energie afstaan dachten wij. Later is de temperatuur van het blokje 31.8 graden, en is het temperatuurverschil met de omgeving groter en verliest het dus meer warmte. Ons probleem is om het totale warmteverllies van de eerste 7 minuten te bepalen, we kunnen het ongeveer schatten, maar we weten ook niet zo goed op basis waarvan...

Als we het warmteverlies weten, weten we dat 1650 Joule het blokje Aluminium 10.8+warmteverlies verwarmt.

Dus dan is de soortelijke warmte 1650/(10.8+warmteverlies) /0.1325.

thermo1945

We begrijpen niet helemaal wat je hiermee duidelijk probeert te maken, of hoe dit ons kan helpen bij ons experiment.

Bij het gegeven experiment geeft de steilheid in het laatste punt van je grafiek temperatuur tegen tijd de info van het maximale warmteverlies.

Jan van de Velde

Jij vindt 1157 J/(kg·K), de tabelwaarde (BINAS) is 880 J/(kg·K).

We kunnen je warmteverlies wel ruw proberen inschatten áls je een (volledige) afkoelingskromme hebt?

Wij

Bij het gegeven experiment geeft de steilheid in het laatste punt van je grafiek temperatuur tegen tijd de info van het maximale warmteverlies.

Hoe dan? Wat bedoel je met het laatste punt in de grafiek, als de temperatuur al afneemt?

Op welke manier geeft dat informatie en welke informatie überhaupt?

Jan van de Velde schreef:Jij vindt 1157 J/(kg·K), de tabelwaarde (BINAS) is 880 J/(kg·K).

We kunnen je warmteverlies wel ruw proberen inschatten áls je een (volledige) afkoelingskromme hebt?

Sorry, maar wat is de afkoelingskromme?

Wij dachten ook, als we ervan uitgaan dat het 880 is, krijg je 880x0.1325=116,5 1650/116,6= 14.15

14.15-10.8=3.35 graad warmteverlies.

Maar probleem is dan dat we terugredeneren vanuit het antwoord, en dmv daarvan het warmteverlies bepalen. Maar er is dus geen mogelijkheid om het op een of andere manier exact te bereken?

Wat we nu gedaan hebben is van de 6 minuten dat we gemeten hebben ná het bereiken van de hoogste temperatuur, daarvan het gemiddelde warmteverlies per minuut genomen. Dan komen we na de nodige berekingen uit op 948 Joule/kg/K.

Maar omdat hij niet zo snel afkoelt, hebben we maar metingen van het afkoelen van de eerste 6 minuten, en hij zou dan ongetwijfeld wat sneller afkoelen dan wanneer de temperatuur weer wat is gedaald.

Kunnen jullie alsjeblieft nog even uitleggen hoe het nog nauwkeuriger kan?

Jan van de Velde

Je bent wel ongeveer op de weg die ik bedoel. Exact berekenen zal niet meevallen, laten we dat maar niet gaan proberen voor zoiets.

Je hebt waargenomen hoe de temperatuur zich ontwikkelde in de tijd. Zou je lang genoeg doorgegaan zijn met meten, dan had je waarschijnlijk een kromme gekregen als deze:

: wij.png (11.88 KiB) 768 keer bekeken

In het deel van deze kromme waar alleen afkoeling plaatsvindt (wat ik bedoelde met afkoelingskromme) zie je dat, rond een temperatuur van 25°C, in één minuut de temperatuur met ongeveer 0,5°C daalt. Je mag dan inschatten dat in de minuut dat je temperatuur door de 25°C (t=2 min tot t= 3 min) ging bij het opwarmen je temperatuur met een halve graad minder steeg dan ze gedaan zou hebben bij een perfecte isolatie.

Doe zoiets voor alle 7 minuten van je opwarming, tel dat allemaal bij elkaar op, en je zou een redelijke schatting moeten kunnen maken van de eindtemperatuur die je gehaald zou kunnen hebben.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

[natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen

Re: [natuurkunde] soortelijke warmte aluminium bepalen