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"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.
