Dichtheid

Anke Nagels stelde deze vraag op 23 augustus 2023 om 06:47.

Een metalen figuurtje heeft oorspronkelijk een dichtheid ρ0. Het wordt dan 200K verwarmd. De volume-uitzettingscoefficient van het metaal bedraagt β = 0.5 × 10−3/K.
Na het verwarmen is de dichtheid ρ van het figuurtje gelijk aan (

C zou het correcte antwoord zijn, maar hoe bereken ik dit?

Alvast dank.

Reacties

Theo de Klerk op 23 augustus 2023 om 08:22
Het zet gelijkmatig uit in alle (drie) richingen.
Relatieve uitzetting x-richting? y, z?
Volumetoename?
Dichtheidsverandering?
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 09:11
De relatieve uitzetting in x,y en z is dan 0.5 × 10−3/K, dus het volume neemt toe met 0.5 × 10−3/K. 
Maar hoe geraak ik dan aan de dichtheidsverandering?
theo de klerk op 23 augustus 2023 om 09:17
dichtheid= m/V
en daarna m /(V+ ΔV)
en in je boek vind je vast ergens dat ΔV ≈ 3α als α de uitzetting in 1 richting is
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 09:28
Die formule's begrijp ik, maar de 3a, het zet in 3 richtingen uit en niet maar in 1 richting. 
De m en het V heb ik ook niet, dus hoe reken ik verder?
Jan van de Velde op 23 augustus 2023 om 09:49

Anke Nagels

Die formule's begrijp ik, maar de 3a, het zet in 3 richtingen uit en niet maar in 1 richting. 
De m en het V heb ik ook niet, dus hoe reken ik verder?

 dag anke,

je sommetje geeft de volume-uitzettingscoefficient, dar heeft Theo overheen gelezen denk ik,  dus daarmee kun je rechtstreeks rekenen, zonder 
"ΔV ≈ 3α V

de dichtheid ρ is (kijk maar naar de formule) de verhouding tussen massa en volume. 

Bijvoorbeeld, optie A zou je dus ook kunnen lezen als 


denkpet op, massa blijft gelijk, volume wordt groter. 
wat gebeurt er dus met de dichtheid? Welke antwoordopties vallen dus al direct af? 

zie je  dan nog niet hoe je de juiste optie kiest, neem dan een paar eenvoudige getallen en ga (na)rekenen. bijvoorbeeld een massa 12 en een volume 4 . Je zoekt immers toch geen absoluut antwoord, maar hoeveel keer groter of kleiner iets wordt (relatief dus) 

Groet, Jan


Jaap op 23 augustus 2023 om 10:00
Dag Anke,
De volume-uitzettingscoëfficiënt van het metaal bedraagt β=0,0005 K–1.
Neem een stuk van 1 cm³ van het voorwerp.
Hoeveel cm³ is het volume van dit stuk na de verhitting?
Hoeveel maal het oorspronkelijke volume van het stuk is dat?
De massa van het stuk is constant.
Bij ρ=m/V deelt u een constante massa door een volume dat … maal zo groot is.
Zodoende is de nieuwe dichtheid … maal de oude dichtheid ρ0.
Groet, Jaap
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 10:06
D en E vallen al zeker af want de dichtheid word kleiner en niet groter.
9/11*12/4=2.45
9/10*12/4=2.7
10/11*12/4=2.7

Ik kom nergens op 3, B en C zijn gelijk, dus hoe weet ik nu dat C correct is?
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 10:17
Dag Jaap,
1.0005*1.0005*1.0005=1.0015 dus oorspronkelijk V * 0.9985
Nieuwe dichtheid is de oude * 0.9985 maar dan kom ik op antwoord B -> 9/10
Jaap op 23 augustus 2023 om 10:31
Dag Anke,
Inderdaad, D en E vallen af.
U schrijft '10/11*12/4=2.7'. Dat is afgerond.
Door de afronding lijkt dit gelijk aan '9/10*12/4=2.7', maar de schijn bedriegt.
B en C zijn niet gelijk.

U schrijft: '1.0005*1.0005*1.0005=1.0015'.
Iets dergelijks geldt als de lineaire uitzettingscoëfficiënt gegeven zou zijn.

In ons geval echter is de toename van het volume van een 1 cm³ gelijk aan
ΔV=β·ΔT·(1 cm³) = … cm³ ?
Het oude volume van dit stuk was 1 cm³. Hoeveel cm³ is het nieuwe volume?
Hoeveel maal het oude volume is dat?
Groet, Jaap
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 10:59
Dag Jaap
Delta V = 0,0005 K–1 * Delta t *1 = ?
Wat moet ik dan invullen op delta t?
Want ik weet toch niet hoelang men het verwarmd, of wel?
Groetjes Anke
Jaap op 23 augustus 2023 om 11:04
Dag Anke,
In de oefening staat: 'Het wordt dan 200K verwarmd.'
Wat betekent dit?
Wees gerust: u hoeft niet te weten hoelang men verwarmt.
Groet, Jaap
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 11:13
Dag Jaap
Delta V = 0,0005 K–1 * -73 *1 = -0.0365
1/-0.0365 = -27.40
Het nieuwe volume is dan -27.40 keer het oude?
Hoe dan nu verder?
Groetjes Julie
Jaap op 23 augustus 2023 om 11:21
Dag Anke,
In de formule ΔV=β·ΔT·(1 cm³) is ΔT het temperatuurverschil, officieel in kelvin (K).
U hoeft de 200 K niet om te rekenen naar graad Celsius.
Want bij een temperatuurverschil is 1 K hetzelfde als 1 ºC.
Zodoende hebben we een temperatuurverschil ΔT=200 K (of ΔT=200 ºC).
In de formule ΔV=β·ΔT·(1 cm³) vult u in ΔT=200.
Ga na dat het nieuwe volume van het stuk is Voud+ΔV=1+0,1=1,1=11⁄10 cm³
Groet, Jaap
Anke Nagels op 23 augustus 2023 om 11:26
Bedankt Jaap, ik begrijp het nu en kom aan het correcte antwoord.
Jaap op 23 augustus 2023 om 12:11
Dag allen,
Theo schrijft:
'en in je boek vind je vast ergens dat ΔV ≈ 3α als α de uitzetting in 1 richting is'.
Dat is juist, met α als lengteverandering (in meter).
Verwarring ligt op de loer: het symbool α wordt doorgaans gebruikt voor de lineïeke (lineaire) uitzettingscoëfficiënt (in K–1). Daarom liever niet ΔV ≈ 3α ?

Jan schrijft: 'ΔV ≈ 3α V0'
Dat is onjuist indien met α de lineïeke uitzettingscoëfficiënt wordt bedoeld.
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vijfentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)