Termodynamik, ligevægtsligning?

#0: Opstil et enerigregnskab - den varme, der går til opvarmning af vandet til 100 grader og derefter fordampning kommer fra jernklodsen.

Det vil sige, at:

Varme fra klodsens afkøling = varmen til fordampning + varmen til opvarmningen af vandet.

      Q_vand + Q_jern = 0 

1) energi til at opvarme vand fra 50 C til 100 C

     Q = m * c * dT = 418. 4 kJ 

2) energi til fordampe de 10 % af vandet, 0,2 Liter vand 

     Q = m * L = 451. 4 kJ 

3) Q_tot = 869 kJ 

dvs. Q_jern = -869 kJ 

så Q_jern = m * c * (323 K - T_før)  => T_før = 971 K 

Det får jeg det til - og det er tæt på facit idet facit er 999 K. Det kan skyldes at jeg har valgt at regne med kJ istedet for J, så jeg har ikke regnet med ligeså mange decimaller. 

Tslut = 50 C = 273 + 50 = 323 K 

#2: Jeg vil våge den påstand, at du skal have jernets sluttemperatur til at være 100 grader - altså 373K.

#3 

Det har du muligvis ret i, men kan du forklare hvorfor? 

Når termisk ligevægt er indtrådt, bør jernet vel have samme temperatur som vandet? 

Er vandets sluttemperatur da 100 grader? 

Hvad er T-slut, er det ligevægt?

Det er slut temperaturen for jern. 

Selv med alle decimaler får jeg det til 971 K. der må være en fejl et sted. Virker som en stor afvigelse, men metoden ser da rigtig ud...

#4

Vandets sluttemperatur er 100C, da vi får at vide, at der er vand, der fordamper. Vandet varmes op til 100C, og ekstra tilført energi anvendes så til at fordampe 10% af vandet. Jernet ender også ved 100C; for ellers ville jernet jo have mere energi, der kunne overføres til at fordampe mere vand.

En af de opgaver, man skulle have brugt et par minutter ekstra på at læse igennem, tak Andersen :)

Ja det giver mening. 

#7

Hvilke værdier benytter du for vands og jerns varmekapacitet, og for vands fordampningsvarme?

Men så får jeg T_slut = 1021 K, stadig er der afvigelse. 

c_jern = 0.447 kJ/kg*K 

c_vand = 4.184 kJ/kg*K 

Kan du hjælpe med b) delen i denne opgave? 

#12

Jeg har slået vands fordampningsvarme op til L = 2257 kJ/kg. Med disse tal får jeg også T_j = 1021K (ikke T_slut).

#13 Facit er 9.9*10² K. Det gik for hurtigt. Jeg mente T_j. T_slut = 100 C = 373 K. 

Kan du hjælpe med b)delen også? 

#14

Så hvis man regner med c_jern = 0,463kJ/K/kg får man T_j = 999K . Men nu har du ændret facit fra 999K til 990K?

Bogen der blev brugt sidste år har c_jern=470, så med de afvigelser kan vi ikke vide os sikker på de facitlister der er lagt ud. "Wolfsson" har c_jern=447

#16

Og med c_jern = 470 kJ/K/kg får man netop T_j = 990K .

Ah okay, så det er det, der giver afvigelsen. 

men ifølge bogen fra i år er c_jern dog angivet til 0.447 kJ/K*kg. 

Fandt du ud af hvordan man løser b)delen?

Nej, har ikke kigget på den, stopper for i aften. men kigger nok lige efter et eksempel om det. Knæk og bræk i morgen :-) Så håber vi ham Dickhôner har lavet nogle "gode" opgaver til os :-)

Lad os håbe det, selvom jeg ikke tror det. Men man kan altid håbe. Og held og lykke i morgen.