Warmte & Soortelijke Warmte
Sem stelde deze vraag op 22 oktober 2019 om 18:18.
Goedenavond!
Ik heb twee onduidelijkheden wat betreft de warmteleer.
Ten eerste: is de warmte de kinetische energie zelf of veroorzaakt de kinetische energie de warmte?
Dat zou dus inhouden dat een stof met kinetische energie niet persé warm is, maar gewoon trillende deeltjes heeft wasr dan een bepaalde temperatuur aan gegeven zou worden. Als er een kubusje zou bestaan zonder ook maar lucht of een andere tussenstof eromheen zou het kubusje op zich dan dus niet warm zijn, alleen een temperatuur hebben omdat het kubusje dan wél kinetische energie heeft. Of is kinetische energie dus gelijk aan warmte? Eigenlijk is mijn vraag dus of warmte de kinetische trilling is of de omzetting van die kinetische trilling naar een stroom/uitwisseing (via tussenstof).
Ook moest ik als opdracht met behulp van de gemiddelde kinetische energie de soortelijke warmte uitrekenen van een stof van 1 kg (dus geen deeltje op zich). Het antwoord hierop had ik goed en ik snapte de hele berekening. Echter is de echte soortelijke warmte 2x zo groot! Een vraag in het boek was ook waarom dit zo is. Het boek geeft dat het dus niet betrouwbaar is om de gemiddelde kinetische energie te nemen. Maar, ook al is het dus waar dat alle deeltjes een andere kinetische energie hebben, het is toch ALTIJD betrouwbaar om dan de gemiddelde kinetische energie te nemen? Dit snap ik niet goed.
Alvast erg bedankt!!!
Mvg, Sem
Ik heb twee onduidelijkheden wat betreft de warmteleer.
Ten eerste: is de warmte de kinetische energie zelf of veroorzaakt de kinetische energie de warmte?
Dat zou dus inhouden dat een stof met kinetische energie niet persé warm is, maar gewoon trillende deeltjes heeft wasr dan een bepaalde temperatuur aan gegeven zou worden. Als er een kubusje zou bestaan zonder ook maar lucht of een andere tussenstof eromheen zou het kubusje op zich dan dus niet warm zijn, alleen een temperatuur hebben omdat het kubusje dan wél kinetische energie heeft. Of is kinetische energie dus gelijk aan warmte? Eigenlijk is mijn vraag dus of warmte de kinetische trilling is of de omzetting van die kinetische trilling naar een stroom/uitwisseing (via tussenstof).
Ook moest ik als opdracht met behulp van de gemiddelde kinetische energie de soortelijke warmte uitrekenen van een stof van 1 kg (dus geen deeltje op zich). Het antwoord hierop had ik goed en ik snapte de hele berekening. Echter is de echte soortelijke warmte 2x zo groot! Een vraag in het boek was ook waarom dit zo is. Het boek geeft dat het dus niet betrouwbaar is om de gemiddelde kinetische energie te nemen. Maar, ook al is het dus waar dat alle deeltjes een andere kinetische energie hebben, het is toch ALTIJD betrouwbaar om dan de gemiddelde kinetische energie te nemen? Dit snap ik niet goed.
Alvast erg bedankt!!!
Mvg, Sem
Reacties
Theo de Klerk
op
22 oktober 2019 om 18:29
>is de warmte de kinetische energie zelf of veroorzaakt de kinetische energie de warmte?
Hoe sneller deeltjes bewegen (kinetische energie) hoe hoger de temperatuur. Kinetische energie van 1 gasdeeltje is E = 3/2 kT (dus temperatuur T is rechtevenredig gekoppeld aan kinetische energie E).
Zo kan hoog in de atmosfeer (waar bijv. maar 100 deeltjes in een m3 zitten) de temperatuur heel hoog zijn en die paar deeltjes heel snel bewegen, maar het zet geen zoden aan de dijk: een raket kan daar gewoon doorheen vliegen zonder te smelten.
De soortelijke warmte is feitelijk de energie die je toevoegt aan elk deeltje om een massa van 1 kg aan deeltjes met 1 kelvin te verhogen. (c = E/(mΔT)
Maar statistisch bewegen deeltjes met verschillende snelheden - hoger en lager dan gemiddeld maar alles te zamen en gedeeld door het aantal deeltjes kom je op de "gemiddelde" waarde uit.
Hoe een soortelijke warmte ineens 2x hoger kan zijn begrijp ik niet - maar misschien heb je de vraag uit het boek wat verkeerd weergegeven.
Hoe sneller deeltjes bewegen (kinetische energie) hoe hoger de temperatuur. Kinetische energie van 1 gasdeeltje is E = 3/2 kT (dus temperatuur T is rechtevenredig gekoppeld aan kinetische energie E).
Zo kan hoog in de atmosfeer (waar bijv. maar 100 deeltjes in een m3 zitten) de temperatuur heel hoog zijn en die paar deeltjes heel snel bewegen, maar het zet geen zoden aan de dijk: een raket kan daar gewoon doorheen vliegen zonder te smelten.
De soortelijke warmte is feitelijk de energie die je toevoegt aan elk deeltje om een massa van 1 kg aan deeltjes met 1 kelvin te verhogen. (c = E/(mΔT)
Maar statistisch bewegen deeltjes met verschillende snelheden - hoger en lager dan gemiddeld maar alles te zamen en gedeeld door het aantal deeltjes kom je op de "gemiddelde" waarde uit.
Hoe een soortelijke warmte ineens 2x hoger kan zijn begrijp ik niet - maar misschien heb je de vraag uit het boek wat verkeerd weergegeven.
Sem
op
23 oktober 2019 om 14:47
Bedankt!
In het boek staat letterlijk een opgave waarmee je de soortelijke warmte moet uitrekenen adh van de formule die u heeft genoemd in bovenstaand stukje (met de gemiddelde snelheid moleculen). Die berekening heb ik gedaan en daar kwam het juiste antwoord uit. Vervolgens stelt de vraag hoe het kan dat jouw soortelijke warmte niet klopt (het antwoord in realiteit is namelijk 2x zo groot, dit werd gegeven in dit laatste deel van de vraag). De verklaring is dat het niet betrouwbaar zou zijn de gemiddelde snelheid te nemen. Mijn vraag is of dit antwoord wel klopt, want, ook al zijn de snelheden van de deeltjes niet gelijk, als je de gemiddelde snelheid neemt moet er toch gewoon het juiste uitkomen?
Sem.
In het boek staat letterlijk een opgave waarmee je de soortelijke warmte moet uitrekenen adh van de formule die u heeft genoemd in bovenstaand stukje (met de gemiddelde snelheid moleculen). Die berekening heb ik gedaan en daar kwam het juiste antwoord uit. Vervolgens stelt de vraag hoe het kan dat jouw soortelijke warmte niet klopt (het antwoord in realiteit is namelijk 2x zo groot, dit werd gegeven in dit laatste deel van de vraag). De verklaring is dat het niet betrouwbaar zou zijn de gemiddelde snelheid te nemen. Mijn vraag is of dit antwoord wel klopt, want, ook al zijn de snelheden van de deeltjes niet gelijk, als je de gemiddelde snelheid neemt moet er toch gewoon het juiste uitkomen?
Sem.
Jan van de Velde
op
23 oktober 2019 om 15:22
Sem plaatste:
De verklaring is dat het niet betrouwbaar zou zijn de gemiddelde snelheid te nemen. Mijn vraag is of dit antwoord wel klopt, want, ook al zijn de snelheden van de deeltjes niet gelijk, als je de gemiddelde snelheid neemt moet er toch gewoon het juiste uitkomen?Sem.
Dag Sem,
die verklaring geeft toch inderdaad minstens een deel van de reden:
de kinetische energie van een deeltje bereken je namelijk met ½mv² (kwadraat)
het gemiddelde van die kwadraten van snelheden wijkt soms sterk af van het kwadraat van de gemiddelde snelheden.
Groet, Jan
