Fysik

hjælp til energi og stof

24. marts 2008 af Nooni (Slettet)

jeg har lige brug for hjælp til en aflevering, som skal afleveres torsdag d.27/03 det drejer sig om opgave 6, 11 og 15 fra side 160-161 i bogen spektrum fysik 1

opgave 6. stor varmtvandsbeholder

63 m3 vand
tæt på 100 grader celsius

hvor meget varme kan vandet i tankvognen højest levere ?

opgave 11. varmekapacitet og omdannelsesvarme

det er en graf som skal beskrives, så det er nok kun dem med bogen som kan hjælpe der.

opgave 15. hurtig bly

det hævdes man kan smelte en blykugle til et gevær ved at skyde den ind i en mur.

- vurder, hvor meget energi der skal til for at smelte en bly kugle med massen 2,00 gram

- hvor hurtig skal kuglen i så fald mindst bevæge sig

en geværkugle forlader typisk geværet med en fart på 200 m/s.

- er den gamle påstand rigtig ?

- kunne det hjælpe at bruge en tungere blykugle ?

jeg siger på forhånd tak.

Brugbart svar (0)

Svar #1
24. marts 2008 af Lurch (Slettet)

1) Hvis du har vand på ca. 100C, og det skal bruges til at eks. varme et rum op, så vil du maksimalt kunne få den varmenergi som frigives ved at sænke vandets temperatur til stuetemperatur. Tænk på specifik varmekapacitet

2a) Tænk igen specifik varmekapacitet

2b) Tænk på energibevarelse, kinetisk energi -> varmeenergi

2c) Sammenlign dit svar fra forrige spm med 200m/s. passer det?

2d) Hvis du igen kigger på energibevarelse og stilelr formelrne op, vil du kunne se svaret herfra. Ellers kan du jo prøve at lave beregningerne igen med en tunggere kugle, og se havd du for

Brugbart svar (0)

Svar #2
24. marts 2008 af mathon

når der ses helt bort fra opvarmningen af blyprojektilet til Pb's smeltepunkt 327°C
gælder:

E_smeltning = (2 g)*(24,7 kJ/kg) = (2*10^(-3) kg)*(24,7*10^3 J/kg) = 49,4 J

E_kin = 0,5*m*v_min^2 = 49,4 J eller

0,5*(2*10^(-3) kg)*v_min^2 = 49,4 kg*m^2/s^2
(10^(-3) kg)*v_min^2 = 49,4 kg*m^2/s^2

v_min^2 = (49,4 kg*m^2/s^2)/(10^(-3) kg) = 49400 (m/s)^2

v_min = (49400 (m/s)^2)^(0,5) = 222,3 m/s

konklusion:
påstanden
"man kan smelte en blykugle til et gevær ved at skyde den ind i en mur" er knap rigtig

af
0,5*mo*v_min^2 = 49,4 J
ses
at en masseforøgelse på p% med fastholdt v_min = 222,3 m/s kan generere 49,4 J

0,5*(1+p/100)mo*(200 m/s)^2 = 49,4 J eller

0,5*(1+p/100)(2*10^(-3) kg)*(200 m/s)^2 = 49,4 J

(1+p/100)*(10^(-3) kg)*40000 (m/s)^2 = 49,4 kg*m^2/s^2, hvoraf

(1+p/100) = 49,4/(10^(-3)*40000) = 1,235 = 1 + 0.235, hvoraf

p = 0.235*100% = 23,5%
dvs.
påstanden ville være rigtig
med en Pb-projektilmasse på
1,235*(2 g) = 2,47 g
altså
en forøgelse på 0,47 g

Brugbart svar (0)

Svar #3
24. marts 2008 af Lurch (Slettet)

1) Jeg havde givet masser af hints til opgaven. Hvorfor regne den igennem?

2) Det hjælper ikke at øge massen af kuglen. Hvis massen forøges, opnås højere kinetisk energi hvis affyringshastigheden fastholdes, men ligeledes øges den energi der skal bruges til at smelte kuglen.
Energibevarelse:
E(smelt) = E(kin)
m*c*DT = (1/2)*m*v^2
c*DT = (1/2)*v^2

Den nødvendige hastighed for at kuglen skal smelte, vil altid være den samme, uafhængigt af massen.

Brugbart svar (0)

Svar #4
24. marts 2008 af mathon

#3
1)
dine "masser af hints" blev leveret, mens jeg udarbejdede et svar, hvorfor disse ikke var observeret

2)
"Det hjælper ikke at øge massen af kuglen", har du FULDSTÆNDIG ret i,
da
(1/2)*m*v^2 = m*L, hvor L er smeltevarmen

hvoraf
v = (2L)^0,5 uafhængigt af massen

MIN FEJL!!!

Brugbart svar (0)

Svar #5
24. marts 2008 af Lurch (Slettet)

fair nok :)
Et offtopic spørgmål - hvad laver du egentlig mathon, læser? Din profil er lidt sparsom

Brugbart svar (0)

Svar #6
24. marts 2008 af mathon

et offtopic svar:

...udholder din mening om mine svar...:-)

Brugbart svar (0)

Svar #7
24. marts 2008 af Lurch (Slettet)

ahaaa :)

Brugbart svar (0)

Svar #8
24. marts 2008 af mathon

...svaret til
#0 er - efter den interne guru-udveksling -
at
det IKKE hjælper med et tungere Pb-projektil med hastigheden 200 m/s

Svar #9
24. marts 2008 af Nooni (Slettet)

cool, nu er hele jeres interne samtale færdig, så vil jeg da bare hilse og sige mange tak for hjælpen.

nu mangler jeg bare den med grafen, den må min lærer irriteres med.

Svar #10
25. marts 2008 af Nooni (Slettet)

jeg studsede lige over noget hvordan kommer du fra
0,5*(2*10^(-3) kg)*v_min^2 = 49,4 kg*m^2/s^2

til

(10^(-3) kg)*v_min^2 = 49,4 kg*m^2/s^2. tror gerne min lærer vil have en forklaring på dette.

Brugbart svar (0)

Svar #11
25. marts 2008 af mathon

for ALLE masser gælder

0,5*m*v_min^2 = m*L, hvoraf

v_min^2 = 2*L og

v_min = (2*L)^0,5 = (2*(24,7 kJ/kg)^0,5 = (2*(24700 J/kg)^0,5 =
(49400 J/kg)^0,5 = (49400 (kg*m^2/s^2)/kg)^0,5 = (49400 (m^2/s^2))^0,5 =
(49400 (m/s)^2)^0,5 = 49400^0,5*((m/s)^2)^0,5 = 222,261 m/s

Skriv et svar til: hjælp til energi og stof

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.