warmtecapaciteit
lieneke stelde deze vraag op 05 maart 2006 om 15:32.Hoi,
Ik moet voor een verslag van een proef het volgende oplossen, maar ik weet niet hoe ik het zou moeten doen...
Ik moet de warmtecapaciteit van een Calorimeter bepalen, met behulp van gegevens die ik uit een proef heb gekregen.
Dit zijn mijn gegevens:
De massa van de lege Calorimeter is 232 gram.
Als we de Calorimeter voor ca. 1/3 met water vullen weegt de Calorimeter 430 gram. De massa van het water is dus 430-232=198 gram.
De temperatuur van het water was 22,8 °C.
Eenzelfde hoeveelheid water hebben we verwarmd tot 80,0 °C. Dit water hebben toegevoegd aan het water in de Calorimeter. De temperatuur hebben we toen weer opgemeten en deze was 49,8 °C.
We hebben de Calorimeter vervolgens weer gewogen en deze was toen 623 gram. We hebben dus 623-430=193 gram warm water aan de Calorimeter toegevoegd.
Ik denk dat het met de formule: C=Q/ΔT moet uitrekenen... maar hoe kan ik aan de waarde van Q komen? Of hoe zou ik de warmtecapaciteit anders uit kunnen rekenen?
Zou iemand mij kunnen helpen?
Alvast bedankt!
Reacties
Heel erg bedankt!
Ik denk dat ik het nu wel snap.... Zou het kunnen dat uit de berekening komt dat de warmtecapaciteit van de calorimeter 167 J/K is?
Is Q de soortelijke warmte? .... want ik moet ook nog de soortelijke warmte van aluminium bereken, met behulp van een proef met dezelfde calorimeter. Moet ik dan de warmtecapaciteit van de calorimeter delen door de massa van het aluminium?
mmm, kom zelf op 74,7 J/K
Q is de warmte, de energie die kan worden uitgewisseld.
De soortelijke warmte is de c die voorkomt in mcΔT. Voor water is die 4,18 * 10^3 J/kg.K
De calorimeter zal niet alleen van aluminium zijn, dus C/m helpt hier niet. Als een voorwerp uit één stof bestaat kan het wel, dus het is geen gek idee.
Ik denk dat je aluminium van buiten moet gebruiken. In plaats van warm water, zogezegd. Succes!
Dit is mijn berekening:
Q = warmte (energie) in J = mcΔT
c = soortelijke warmte J / kg . K
c van water = 4,18 * 10 ^3 J/kg.K
Q(af) = Q(op)
Q(af) --> heet water = (mcΔT)
Q(op) --> koud water + pot = (mcΔT) + (CΔT)
C = warmtecapaciteit in J/ K
Q(af): m = 193 gram = 0,193 kg
ΔT = 80,0°C -49,8°C = 30,2°C
273,15+30,2 = 303,35°Cc = 4,18 * 10 ^3 J kg-1 K-1
Dus Q(af) = 0,193 * 303,35 * 4,18 * 10 ^3 = 244724,579Q(op): Koud water: m = 198 gram = 0,198 kg
ΔT = 22,8°C – 49,8 °C = -27°C
273,15-27 = 246,15 K
c = 4,18 * 10 ^3 J kg-1 K-1Pot: ΔT = 22,8°C – 49,8 °C = -27°C
273,15-27 = 246,15 K
244724,579 = 0,198 * 246,15 * 4,18 * 10 ^3 + 246,15 * CC = 166,5691367 = 167 J / K
Zou u misschien kunnen kijken wat er fout is aan deze berekening?
Na de Calorimeter met 200 ml water gevuld te hebben, woog de Calorimeter 430 gram. De massa van het water was dus 430-232=198 gram.
De temperatuur van het water was 22,2 °C
Het blokje aluminium woog 62 gram.
Na het blokje aluminium in de Calorimeter te hebben gebracht, werd de temperatuur in de Calorimeter 24,5 °C.
Vervolgens moeten we de soortelijke warmte van aluminium uitrekenen....
Moet ik dat dan op deze manier doen:??
Q = 166, 5691367
Q= mcΔTm= 62 gram = 0,062 kg
ΔT= 100°C - 24,5 °C = 75,5°C
273,15 + 75,5°C=384,65
Dag Lieneke,
Ik heb niet heel je berekening gecontroleerd, maar wel direct een fout gezien. Als je ΔT in graden Celsius hebt berekend, dan reken je dat nog eens om in Kelvin, maar... een temp-verschil in Celsius is even groot als in Kelvin (als je bijv. van 20 naar 30 graden Celsius gaat dan ga je van 293 naar 303 Kelvin; in beide gevallen een ΔT van 10). Dus NIET nog eens omrekenen naar Kelvin.
Bij Qaf werk je met -27 graden Celsius. Laat voor je berekening die - (min) maar weg.
oké, dat was inderdaad de fout.
De proef met het blokje aluminium is in principe hetzelfde als de eerste proef. In plaats van warm water, heb je nu een warm blokje aluminium. Inderdaad is de begintemp. 100 graden.
Met dezelfde stappen als in de eerste proef moet je er wel uit kunnen komen. Pas op dat je Q en C niet verwart! C = 167 J/K.
Bedankt! Ik kom nu ook uit op C = 74,7 J / K....
Heel erg bedankt! Ik kom nu ook uit op C = 74,7 J/K
Ik heb ook de soortelijk warmte van aluminium berekent. Kan het dat die 443,4 J/kg/K is? Ik heb voor de berekening C = 74,7 J/K gebruikt. (om Q opgenomen uit te rekenen).
De afwijking met Binas is heel groot ... Kan het zijn dat ik weer een fout in mijn berekening heb gemaakt? Of komt u op dezelfde waarde uit?
Hallo Lieneke,
Je hebt het wel goed uitgerekend. Met deze gegevens kom je inderdaad op 443 J/kg.K .
De waarde in Binas is 2x zo groot, dus je kan je afvragen wat er fout is. Dat doe je dus ook goed!
Nou kan ik niet zien wat er bij de proef 'mis' gegaan is, maar ik heb even geprobeerd wat er gebeurt als het blokje niet helemaal 100 graden was. Dan komt er een hogere waarde voor c uit.
Het zou dus kunnen zijn dat het blokje nadat het uit het kokende water is gekomen, weer is afgekoeld.
Het kan ook dat het blokje niet lang genoeg in het kokende water heeft gezeten en daarom nog geen 100 graden was.
Dat zijn dingen waar we achteraf weinig over kunnen zeggen. Daarom is het belangrijk om alles wat je doet bij een proef goed te noteren.
Wat betreft de warmtecapaciteit zijn we er wel uit. Ik denk dat je nu wel weet hoe je dit een volgende keer moet aanpakken.
Ik snap nu inderdaad hoe ik met de warmtecapaciteit moet rekenen. We hebben hier op school nog nooit meegewerkt of informatie over gehad.... Heel erg bedankt voor u hulp!
Toch heb ik nog 1 vraagje.... Ik moet ook nog de smeltingswarmte van ijs berekenen. Q(afgestaan) heb ik berekend. Van Q(opgenomen) weet ik de massa. Moet ik voor c weer de c van water nemen? Dan kan ik delta T uitreken en wat de begintemperatuur van het ijs was, dus dan heb ik alle gegevens... Maar wat is dan de smeltingswarmte? Hoe kan ik die berekenen?
Volgens mij kijkt jullie leraar hoe goed jullie zijn en gaat hij net zo lang door tot jullie het niet meer kunnen volgen. Check dat eens?
Als de badmeester zegt dat je in het diepe moet springen, moet je toch even bedenken of je wel een zwemdiploma hebt. ;-)
Ik vind het wel leuke proeven, ga ik ook eens doen.
De smeltwarmte is de energie die een kilogram stof opneemt tijdens het smelten. Smeltend ijs neemt dus wel warmte op, maar de temperatuur neemt niet toe.
Je zou de proef zo gedaan kunnen hebben: De calorimeter/joulemeter is weer gevuld met een bekende hoeveelheid water. Dat heeft een bepaalde temperatuur.
Daar voeg je een bekende hoeveelheid ijs (van 0° C) aan toe.
Als al het ijs gesmolten is meet je de eindtemperatuur.
Nu heeft de calorimeter met water warmte afgestaan. Het ijs neemt warmte op om a) te smelten en b) op te warmen van 0° C tot de eindtemperatuur.
Voor b) gebruik je de bekende Q = mc?T.
Dan blijft voor a) de warmte die nodig is voor het smelten nog over. Dat moet je dan omrekenen naar een aantal Joule per kilogram en dan heb je de smeltwarmte.
Als je teveel ijs gebruikt, zal het niet allemaal smelten. Je zou kunnen kijken hoeveel ijs wél gesmolten is. De opgenomen warmte moet je dan weer omrekenen naar een aantal Jopule per kilogram voor de smeltwarmte.
Als het ijs een temperatuur kleiner dan 0° C heeft, gaat dat ijs eerst opwarmen tot 0° C. Daarvoor wordt ook weer warmte opgenomen. IJs heeft een andere c dan water.
De vragen bij de proeven zijn inderdaad best moeilijk... maar het is ook best vervelend dat de leraar het niet echt kan uitleggen... lijkt alsof hij het ook niet snapt...
We hebben de proef zo gedaan als u hem heeft beschreven...
Q(opgenomen) en Q(afgestaan) zijn niet gelijk... ik heb voor Q(opgenomen) c = 2,2 * 10^3 J/kg/K gebruikt..... Dus is a dan Q(afgestaan) - Q(opgenomen) en moet ik dat dan door de massa van het ijs delen?
Als ijs wordt gebruikt met een temperatuur van 0 graden, heb je c = 2,2*10^3 niet nodig. De temperatuur van het ijs neemt dan niet toe.
De temperatuur neemt pas toe als het ijs gesmolten is, dus water geworden, met c = 4,18*10^3.
De methode die je beschrijft is goed.
Wij hebben het geluk dat je met de eerste aanwijzing overweg kon en dat ik op je vragen kan reageren als ik even tijd heb. In de lessen kom ik ook wel eens niet aan een vraag toe.
Bedankt.... ik heb de c verandert in 4,18*10^3...
We moeten ons dossier morgen waarschijnlijk inleveren dus...
Heel erg bedankt voor u hulp en uitleg!
Q = c x m x delta t
u zegt dat u éénzelfde hoeveelheid warmwater van 80° heeft toegevoegd, vervolgens rekent u dit uit en dan zegt u dat het 193 gram is...
u mag de formule C=Q/T niet gebruiken want u hebt de massa van de calorie meter, dus u dient de formule: Q=m*C*T te gebruiken
en wat ik uitkom is dat de calorie meter een soortelijke warmtecapaciteit heeft van 423,81609 J/(kg*K)
Dag Badedneo
ze geven geen opgave, ze doen verslag van een proef die ze hebben uitgevoerd. Ze voegen "een zelfde" hoeveelheid water toe. Je hebt gelijk, maar ze bedoelen eigenlijk "een vergelijkbare" hoeveelheid, en vervolgens wordt netjes gerapporteerd hoeveel dat preciés was.
Dan over je andere opmerking: van een calorimeter kun je géén soortelijke warmte uitrekenen, ook al ken je de massa.
Dat je iets gegeven krijgt is nog niet een reden om dat gegeven dan maar persé overal in te moeten gaan verwerken. Als ik jou een afstand van 24 km geef, en een tijd van 2 uur, en drie boterhammen, en ik vraag dan de snelheid, betekent dat nog niet dat ik een antwoord van 4 km/boterhamuur verwacht.
Soortelijke warmtes reserveren we voor stoffen. De massa van de calorimeter is hier bepaald als tarra om de hoeveelheden toegevoegd water te kunnen meten. Dat moet hier om één of andere reden met calorimeter en al gebeuren. Die massa hoef je dus niet in een warmtecapaciteit te gaan verwerken.
Groet, Jan
beste Jan, u hebt een punt
maar in de klas hebben wij een gelijkaardig experiment gedaan en daar hebben we C van de calorimeter idd zonder de massa ervan berekent, maar in oefeningen die we kregen moesten we Q=m*C*T gebruiken voor de calorimeter.
wie moet ik nu geloven?
greetz badedneo
Beste badedneo,
Aardig dat dit onderwerp na anderhalf jaar weer tot leven komt.
Als je de massa van de calorimeter moet gebruiken, wat gebruik je dan voor c? En wat voor soort calorimeter is het dan?
Als het een calorimeter is van één materiaal, dan zou het kunnen.
Dag Badedneo,
Geen idee waarom jullie ook de "soortelijke"massa van de calorimeter moesten berekenen.
Het ding bestaat uit verschillende onderdelen, gemaakt van verschillende stoffen in verschillende hoeveelheden. Het ding is gemaakt om je te helpen bepalingen te doen aan warmteprocessen. Het weten van de warmtecapaciteit van het ding is daarbij onontbeerlijk. Het weten van de warmtecapaciteit per kg "ding" draagt op geen enkele wijze bij aan het doen van bepalingen aan warmteprocessen. Als je daarna een calorimeter neemt met tweemaal de gegeven massa, volgt daaruit nog niet dat dat tweede ding dan ook een dubbele warmtecapaciteit zal hebben.
Mogelijk dat julie dat eens moesten doen bij wijze van vingeroefening?
Ik durf hier dan ook gerust te zeggen dat ik in dezen gelijk heb. Geloof mij maar dus. :)
Groet, Jan
(docent Natuur-scheikunde)
Beste badedneo,
Nu ik nog eens kijk, valt me op dat je in de formule een grote C gebruikt.
De grote C is van warmtecapaciteit, die geldt voor voorwerpen.
In de formule hoort juist een kleine c te staan, dat is de soortelijke warmte, die je gebruikt voor stoffen.
Er zijn twee formules voor de warmte:
Q = mc?T (met kleine c, dus voor stoffen) en
Q = C?T (met grote C, voor voorwerpen).
In de tweede formule staat geen m.
