Fysik
Termodynamik (spg. til færdig opg.)
Opgave
Et glas med 50 g vand ved temp. 25 grader ønskes afkølet til vand ved 0 grader ved at tilføje isterninger. Hvor mange fram is skal der tilsættes?
Jeg beregner først den energi vandet skal afgive
E = 0,05 kg * 4186 J/(kg*grader C) * 25 grader C = 5232,5 J
Jeg synes ikke næste del af opgaven giver mening.
Jeg skal beregne, hvor meget is, der skal til for at optage den energi:
Ls = delta E/m medfører m = delta E/Ls
m = 5232,5 J/334400 J/kg = 0,0156 kg = 15,6 gram
Jeg har brugt smeltevarmen, men skal den ikke normalt bruges, når der sker en faseovergang, hvor temperaturen ikke ændres?. Her sker der jo en temperaturændring og ikke en faseovergang?
Hvordan ville opgave se ud, hvis man sagde isen var -18 grader, og at der skulle bruges energi til at opvarme isen hertil?
Svar #1
12. august 2011 af mathon
hvis du mener
isens begyndelsestemperatur er -18ºC
skal isens varmefylde indgå.
Svar #2
12. august 2011 af placebo321 (Slettet)
Jeg mener - 18 grader. Går man i min udregning ud fra, at isen er smeltet? Jeg forstår det ikke helt
Svar #3
12. august 2011 af placebo321 (Slettet)
Kan du vise, hvordan det ville se ud, hvis isen var -18 grader?
Svar #4
12. august 2011 af Studieguruen (Slettet)
#0
Under forudsætning af fuldstændig varmeudveksling, ingen energi til omgivelser:
0 = 0,05 kg · 4180 J/(kg·K) · (0 - 25)K + mis· 2100 J/(kg·K) · (0 -(-18))K + mis · 334000 J/kg
Af ovenstående ligning fås
mis = 0,014 kg ≈ 14 g is
Svar #5
12. august 2011 af placebo321 (Slettet)
Har jeg gået ud fra, at temperaturen er 0 grader for mine isterninger i mine beregninger? Jeg har nemlig ikke udregnet energi, der skal til for at smelte isen?
Svar #6
12. august 2011 af Studieguruen (Slettet)
#5
Vandet afgiver energi fra 25 ºC til 0 ºC. Denne energi går til at opvarme isterningerne fra -18 ºC til 0 ºC, samtidig med at faseskiftet (smeltningen) modtager energi, når isterningerne opnår temperaturen 0 ºC.
Svar #7
12. august 2011 af placebo321 (Slettet)
Ja, det kan jeg godt se :) Men i mine beregninger har jeg ikke medtaget de -18 grader. Betyder det, at jeg går ud fra, at isen er 0 grader?
Svar #8
12. august 2011 af Studieguruen (Slettet)
#7
Så de -18 ºC var bare en antagelse, eller hvad? Hvad står i din opgave?
I beregningerne i #4 har jeg taget udgangspunkt i at isterningerne er -18 ºC ved start.
Svar #9
12. august 2011 af placebo321 (Slettet)
Ja, det var en antagelse. Der står intet om, at de er -18 grader. Hvis der ikke står det, skal jeg så gå ud fra, at der er 0 grader, og at der kun skal bruges energi tilfaseovergangen fra fast til flydende?
Svar #10
12. august 2011 af Studieguruen (Slettet)
#9
Ja, hvis du går ud fra at isterningerne er 0 ºC, så skal du udelade hele det andet led i ligningen, hvor isen opvarmes fra -18 ºC til 0 ºC.
Svar #11
12. august 2011 af Studieguruen (Slettet)
#9
Derved bliver ligningen
0 = 0,05 kg · 4180 J/(kg·K) · (0 - 25)K + mis · 334000 J/kg ⇔
mis = (0,05 kg · 4180 J/(kg·K) · (25 - 0)K) / (334000 J/kg)
= 0,0156 kg ≈ 15,6 g is
Skriv et svar til: Termodynamik (spg. til færdig opg.)
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.