Fysik

Isens smeltevarme fejlkilder

28. februar 2021 af louisesørensen2 - Niveau: B-niveau

Jeg laver en rapport over isens smeltevarme (et klassisk forsøg, jeg er overbevidst om at i kender). Hertil er jeg en smule mere interesseret i fejlkilderne i forsøget.

Jeg bliver spurgt om hvad de væsentligste fejlkilder i forsøget er (som ikke er måleusikkerheder):

Svar:

1. Når man flytter isen over i vandet, vil det ofte komme smeltevand med, som jo ingen relevans vil have for forsøget, men blot vil være energikrævende at opvarme og derved bliver temperaturmålingerne unøjagtige.

2. (Her er min usikkerhed i svaret): Massen af isen. Bruges en relativ stor masse is i forsøget vil temperaturen i systemet falde hurtigt, og derved have en langsom varmeudveksling mellem isen og vandet.

Man ser jo også at rent matematisk, jo mindre nævneren bliver, jo større bliver $L_{smelte}$ :

$L_{smelte}=\frac{m_{vand}*c_{vand}*(T_{begynd}*T_{faelles})-m_{is}*c_{vand}*(T_faelles-0\degree C)}{m_{is}}$

Tabelværdien er 334 J/kg

Hvad siger i til disse svar?

Brugbart svar (0)

Svar #1
28. februar 2021 af ringstedLC

1. Det kræver mindre energi at opvarme smeltevand (0 ºC) end at smelte is. Så det betyder nok ikke det store.

2. At temp. falder hurtigt skyldes da netop at varmeudvekslingen er hurtig/stor.

$\begin{align*} L_{is} &= \frac{m_{vand}\cdot c_{vand}\cdot \Delta T_{vand}-m_{is}\cdot {\color{Red} c_{is}}\cdot \Delta T_{is}}{m_{is}} \\ 334\,\text{{\color{Red} k}J/kg} &= \frac{m_{vand}\cdot c_{vand}\cdot \Delta T_{vand}}{m_{is}} -\frac{m_{is}\cdot c_{is}\cdot \Delta T_{is}}{m_{is}} \\ &= \frac{m_{vand}\cdot c_{vand}\cdot \Delta T_{vand}}{m_{is}} -c_{is}\cdot \Delta T_{is} \\ m_{is} \searrow &\Rightarrow \Delta T_{vand} \searrow \;\; \Rightarrow \Delta T_{is} \nearrow\;,\;L_{is}= \text{konstant} \\ m_{is} \nearrow &\Rightarrow \Delta T_{vand} \nearrow \;\; \Rightarrow \Delta T_{is} \searrow \end{align*}$

Så hvis der er for meget is, vil det slet ikke smelte. Omvendt; med for lidt is kan temp.-forskellen ikke måles.

Skriv et svar til: Isens smeltevarme fejlkilder

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.