FYSIK -HJÆLP

Beregn den energimængde, der skal tilføres for at opvarme 7,6 L vand fra 12 C til 40 C, og divider med den forbrugte tid t = 1 min.

Ad #1:  Det er jo nemmere sagt end gjort, for hvad er varmekapaciteten for 7,6 L vand ?

Man skal omregne disse 7,6 L @ 40Cº  til kg. Massefylden for vand = 1000 kg/m³ @ 3,8Cº. Volumenudvidelseskoefficienten for vand ≈ 1,8E-4 K^-1.

Varmekapaciteten for vand i enheden: J * kg^-1 * K^-1 slås så op i tabeller som denne:

http://www.peteraaboe.dk/fysik/konstanter/varmekapacitet.htm

. . . . hvor varmekapaciteten viser sig at være nogenlunde konstant i området  10Cº . . 40Cº, og hvor en gennemsnitsværdi kan anvendes som god tilnærmelse.

#2

Ad #1:  Det er jo nemmere sagt end gjort, for hvad er varmekapaciteten for 7,6 L vand ?

Man skal omregne disse 7,6 L @ 40Cº  til kg. Massefylden for vand = 1000 kg/m³ @ 3,8Cº. Volumenudvidelseskoefficienten for vand ≈ 1,8E-4 K^-1.

Varmekapaciteten for vand i enheden: J * kg^-1 * K^-1 slås så op i tabeller som denne:

http://www.peteraaboe.dk/fysik/konstanter/varmekapacitet.htm

. . . . hvor varmekapaciteten viser sig at være nogenlunde konstant i området  10Cº . . 40Cº, og hvor en gennemsnitsværdi kan anvendes som god tilnærmelse.

jeg får gennemsnittet til 4,1825 men så forstår jeg ikke hvad jeg skal nu?

#3

Beregn effekten ved

        P = ΔE/t = c·m·ΔT/t ,

hvor c er den specifikke varmefylde for vand, m er massen af vandet, ΔT er temperaturstigningen, og t er tiden (1 minut).

Med den nøjagtighed, der er brug for i opgaven, kan man roligt regne med ρ_vand = 1000 kg/m³ og at c er den sædvanligt benyttede værdi for vand c = 4,186 kJ/(kg·K) .

Nu giver det hele mening! Jeg siger tusind tak!

#3:

Med den nøjagtighed, der er brug for i opgaven, kan man roligt regne med ρvand = 1000 kg/m³ og at c er den sædvanligt benyttede værdi for vand c = 4,186 kJ/(kg·K) .

Det ikke nøjagtigheden, der er vigtigt her, men det er vigtigt at vise forståelse for at 1 m³ vand ikke vejer 1000kg uanset temperatur. Man kan så skrive c_vand ≈ 4,2 kJ/(kg·K), ikke 4,186 kJ/(kg·K), for det er en afrundingsfejl. Herved viser man forståelse for, at det kolde vand lægger sig nederst i en stillestående sø, eller for den sags skyld i en skål vand, og at man inden temperaturmåling af vandet i denne skål, skal foretage en omrøring i vandet, ellers måler man forkert.

Det er da også vigtigt at vise forståelse for, at varmekapacitet er temperaturafhængig, ( kig i tabellen vedhæftet i #2, der er jo betydelige udsving ).

Hvordan ved du, at man roligt kan se bort fra disse forhold i opgaven ?  Der står jo ikke i opgaven, at man kan anvende værdier som c_vand ≈ 4,2 kJ/(kg·K), osv.

Indenfor fysik er det vigtigt fx at forstå, at vands kogetemperatur afhænger af tryk, og lignende. Ellers er man kandidat til at konstruere italienske IC4-tog.