Fysik

Beregning af specifik smeltevarme

19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Spørgsmål - jeg skal beregne den mængde varme, der skal tilføres for at opgave en jernterning til smeltepunktet. Og beregne hvor lang tid det tager en CO2 laser med effekten 8 kW at opgavrme terningen til smeltepunktet. Jeg har fået oplyst at jernterningen er på 1 cm3 med en starttemp. på 20 grader celcius.
Jeg har beregnet massen af terningen til at være 0,008 kg. mens jerns specifikke smeltevarme er 13,8 J/mol.
Dernæst skal jeg beregne lang tid det tager laseren at smelte terningen, når man i første omgang antager, at den tilførte effekt går til smeltningen.
Endvidere får jeg oplyst, at jerns specifikke fordampningsvarme er 6,26 MJ/kg.
Så skal jeg besvarer følgende:
Hvor lang tid tager det laserstrålen at fordampe hele terningen.
Vis, at laseren kan fordampe ca. 0,14 cm3 jern pr. sek.
Endvidere:
Laseren anvendes til at skærer jernplader, den er her indstillet til et laserbeam på 2,0 mm, så det skærer et 2 mm bredt spor i pladen. En 5,0 mm. tyk og 1,0 mm. tul jernplade skæres igennem.
Hvor lang tid tager det CO2 laseren at skære pladen igennem?

Hvordan beregner jeg disse ting. Det er ikke en opgave der skal afleveres, jeg håber derfor der er nogen der vil hjælpe mig på vej...


Brugbart svar (2)

Svar #1
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#0: Lad os starte med første spørgsmål: Hvor lang tid vil det tage laseren at smelte terningen?

Du skal i første omgang udregne, hvor meget energi, der skal tilføres terningen for at smelte den. Har du noget forslag til, hvordan du kan gøre det?


Svar #2
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Q = m*Ls, hvor jeg jo kender m, og Ls kan jeg slå op, men hvordan i alverden kan jeg få xx kg * 13,8 J/mol ud i J, da Q vel er i J?


Brugbart svar (2)

Svar #3
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#2: Du skal først omregne smeltevarmen til J/kg eller slå den op i et tabelværk. Husk dog på, at laseren først skal varme jernet op til jerns smeltepunkt, før det begynder at smelte.


Svar #4
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Tak :)

Ja, men hvis jeg slå smeltevarme (Ls) op i min databog, står der 13,8 J/mol - hvad gør jeg med det?


Brugbart svar (2)

Svar #5
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#4: Hvor mange mol jern har du?


Svar #6
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

0,14097 mol.. :) Har lige regnet det ud , kan bare ikke se hvordan jeg kommer videre (føler mig lidt dum :)


Brugbart svar (2)

Svar #7
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#6: Du kan jo prøve at tage din smeltevarme og gange igennem med molarmassen af jern. ;)


Svar #8
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Ja, men så får jeg jo bare enheden J*kg?


Brugbart svar (2)

Svar #9
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#8: Er det ikke også den enhed, du er interesseret i?


Svar #10
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Jo, det er det nok så :) Når jeg så skal beregne hvor lang tid, hvilken formel skal jeg så benytte? Undskyld jeg bare spørger :)


Brugbart svar (2)

Svar #11
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#10: Så skal du først udregne, hvor meget energi, der skal tilføres for at smelte jernet. Det kan du beregne som:

Etot=mc(Te-Tf) + Lsm, hvor du vist kender symbolernes betydning. Denne mængde energi skal jo så komme fra laseren, hvis afsatte energi beregnes som:

Elaser=Plaser*t, hvor Plaser er laserens effekt og t er tiden.

Prøv at arbejde videre med det.


Svar #12
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Jeg kender kun Tf i den første, men kan Elaser ikke blot være lig med Q, som jeg kan beregne via m*Ls eller?


Brugbart svar (2)

Svar #13
19. januar 2009 af Jerslev (Slettet)

#12: Du skal så slå jerns smeltepunkt op i et tabelværk også. Hvad er Q? Den tilførte mængde varme?


Svar #14
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Argh. Nu forstår jeg.. Nu har jeg brugt Q=C*ΔT, hvor delta T er hhv. de 20 grader og så 1540 grader, som er jern smeltepunkt.. Så får jeg Q til 5378 J.

Kan jeg så bare indsætte det på Elaser plads og så beregne t - eller skal jeg bruge og beregne den der Etot?


Svar #15
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Orv, lige endnu et spørgsmål. Der er jo to spg. først og fremmest hvor lang tid det tager laseren at opvarme terning til smeltepunkt OG hvor lang tid det tager laseren at smelte terningen, hvordan gør jeg det? (Begge dele)? Går ud fra det ovenover er til det første.


Brugbart svar (2)

Svar #16
19. januar 2009 af mathon

se
 


Svar #17
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Mathon - du er mit livs lys! :) Tusind tusind mange tak, nu forstår jeg det i hvert fald, selvom jeg havde kæmpet mig gennem halvdelen. Du kan vel ikke give mig et hint til den sidste del... Laseren anvendes til at skærer jernplader, den er her indstillet til et laserbeam på 2,0 mm, så det skærer et 2 mm bredt spor i pladen. En 5,0 mm. tyk og 1,0 mm. tul jernplade skæres igennem.
Hvor lang tid tager det CO2 laseren at skære pladen igennem?

Det er nok lidt for meget at forlange, eftersom du allerede har gjort rigeligt. Men nu spørger jeg (pænt) alligevel.


Svar #18
19. januar 2009 af Christiane.k (Slettet)

Og lige et hurtigt spg.. Når du beregner smeltningsenergien.. Hvad er de 276 kJ/kg så? :)


Brugbart svar (2)

Svar #19
19. januar 2009 af mathon

#18
Fe's specifikke smeltevarme


Brugbart svar (1)

Svar #20
19. januar 2009 af mathon

kunne

"En 5,0 mm. tyk og 1,0 mm. tul jernplade skæres igennem."

uddybes lidt?

Foretages en udfræsning eller en gennemskæring?


Forrige 1 2 Næste

Der er 22 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.