Geiser

Opgave a

1,0 L is gelijk aan 1,0·10^-3 m³. De dichtheid van water is 998,2 kg m^-3 (BINAS tabel 11). Voor de massa volgt dan m = ρ·V = 998,2 ·1,0·10^-3 = 0,9982 kg. De soortelijke warmte van water is 4180 J kg^-1 K^-1. Een stijging van 15 °C naar 55 °C is een ΔT van 40 °C. Voor de benodigde energie vinden we dan

Q = c·m·ΔT = 4180 · 0,9982 · 40 = 166899 J.

Afgerond is dit 1,7·10⁵ J.

Opgave b

De geiser levert 24 L warm water per minuut. Per seconde is dit 24/60 = 0,4 liter. Het verwarmen van één liter water kost 166899 J. Het verwarmen van 0,4 L kost dus 0,4·166899 = 66759,6 J. De geiser levert dus per seconde een hoeveelheid energie van afgerond 6,7·10⁴ J. Vermogen is dus 6,7·10⁴ W.

Opgave c

12 L per minuut komt overeen met 12/60 = 0,2 L per seconde. De geiser levert dus 0,2 L heet water per seconde. Dit komt overeen met een massa van m = ρ·V = 998,2 ·0,2&183;10^-3 = 0,19964 kg. De hoeveelheid energie die de geiser per seconde levert blijft gelijk namelijk 66759,6 J. Vraag is dus hoeveel het water in temperatuur stijgt bij deze warmtetoevoer:

Q = c · m · ΔT

ΔT = Q / c·m

Invullen van Q = 66759,6 J, c = 4180 J kg^-1 K^-1, m = 0,19964 kg geeft een temperatuurstijging van ΔT = 80 °C. Met een begintemperatuur van 15 °C wordt de eindtemperatuur 95 °C.

Tweede manier. Bij 24 Liter per minuut was de temperatuurtoename 40 °C. Als de geiser precies twee keer minder water levert maar nog wel dezelfde hoeveelheid warmte aan het water afgeeft is de temperatuurtoename twee keer zo groot. In plaats van 40°C wordt dit dus 80 °C.

Vraag over opgave "Geiser"?

Voor het stellen van vragen moet je eerst inloggen

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers