Termofysikk - Regne ut Arbeid ved tilført varme?

[KennethV8]

God Dag

 

Er egentlig lette oppgaver for en som har oversikt, men jeg er ny i dette faget (privatist) og kunne trenge litt hjelp til en oppgave.

 

Har 75g vann i en termos og rister den til temperaturen har steget med 2,5K.

 

Hvor mye energi har vi tilført vannet som arbeid?

 

 

 

Jobber fortsatt med å få en oversikt over alle betegnelsene.

 

Sette pris på all hjelp

 

Kenneth?

Endret 7. desember 2009 av KennethV8

[Thorsen]

Du må vite varmekapasiteten til vannet C.

 

Typisk gitt i kJ/kg*K

 

Det sier seg da ut fra benevningen på varmekapasiteten at C*masse*Kelvin = kJ, altså tilført energi i antall kilojoule.

 

Termosen rundt er bare for å "se bort fra" normal varmeoverføring.

Endret 7. desember 2009 av Thorsen

[KennethV8]

Du må vite varmekapasiteten til vannet C.

 

Typisk gitt i kJ/kg*K

 

Det sier seg da ut fra benevningen på varmekapasiteten at C*masse*Kelvin = kJ, altså tilført energi i antall kilojoule.

 

Termosen rundt er bare for å "se bort fra" normal varmeoverføring.

 

 

Takker for svaret .

 

Men i oppgaven spør de også om å regne ut energien vi har tilført vannet som varme?

 

Må jeg da konvertere fra Kelvin/Celsius til Joule, isåfall hvordan?

 

Takker igjen for svaret, hjelper som bare det hehe.

[Thorsen]

Ok tar hele utregningen:

 

I tabellen finner vi spesifikk varmekapasitet for vann:

 

4,186 kJ/kg*K (ved 25 grader C).

 

Det betyr: 4,186 kilojule per kilogram kelvin. Altså det trenges 4,186 kilojoule energi for å varme 1 kg vann fra 25 til 26 grader.

 

Du har varmet vannet med 2,5 grader, og massen er 0,075kg.

 

Energi tilført: C*m*T = 4,186 kJ/kg*K * 0,075 kg * 2,5 = 0,785 kJ.

 

(Der C = spesifikk varmekapasitet, m = masse, T temperaturendring i K)

 

Men siden termosen er isolert kan denne energien IKKE komme fra varmeoverføring. 1 hovedsetning fra termodynamikken forteller oss at endring i energi svarer til endring i arbeid og varmeoverføring.

 

dE = dW + dQ

 

d - liten endring (derivert)

E - Energi

W - arbeid

Q - varmeoverføring.

 

Siden termosen er isolert: Q = 0 (ingen varmeoverføring).

 

Men temteraturen (energien i vannet) har jo økt, denne økningen må altså komme fra det arbeidet du har utført:

 

Altså:

 

Energi tilført som arbeid: 0,785 kJ

Energi tilført som varme: 0 kJ

 

Merk dog: Det er stridende (tiltider iallefall) definisjoner på arbeid og varme i fysikken. Dersom du har en fasit som sier noe annet, kom gjerne med det og så skal jeg prøve å forklare "hvordan de har tenkt". Men dersom du er klar på dine egne definisjoner så skal man kunne få god uttelling uansett. Eks: Dersom noen påstår det er tilført energi som varme, slår du i bordet med isolert system osv osv.

 

(Noen vil kanskje si, dersom volumet i termosen er konstant, og væsken er inkompressibel, kan den ikke utføre noe volumarbeid, da volumet ikke endrer seg. Derfor er arbeidet 0, og da har man jo et lite problem)

[KennethV8]

Ok tar hele utregningen:

 

I tabellen finner vi spesifikk varmekapasitet for vann:

 

4,186 kJ/kg*K (ved 25 grader C).

 

Det betyr: 4,186 kilojule per kilogram kelvin. Altså det trenges 4,186 kilojoule energi for å varme 1 kg vann fra 25 til 26 grader.

 

Du har varmet vannet med 2,5 grader, og massen er 0,075kg.

 

Energi tilført: C*m*T = 4,186 kJ/kg*K * 0,075 kg * 2,5 = 0,785 kJ.

 

(Der C = spesifikk varmekapasitet, m = masse, T temperaturendring i K)

 

Men siden termosen er isolert kan denne energien IKKE komme fra varmeoverføring. 1 hovedsetning fra termodynamikken forteller oss at endring i energi svarer til endring i arbeid og varmeoverføring.

 

dE = dW + dQ

 

d - liten endring (derivert)

E - Energi

W - arbeid

Q - varmeoverføring.

 

Siden termosen er isolert: Q = 0 (ingen varmeoverføring).

 

Men temteraturen (energien i vannet) har jo økt, denne økningen må altså komme fra det arbeidet du har utført:

 

Altså:

 

Energi tilført som arbeid: 0,785 kJ

Energi tilført som varme: 0 kJ

 

Merk dog: Det er stridende (tiltider iallefall) definisjoner på arbeid og varme i fysikken. Dersom du har en fasit som sier noe annet, kom gjerne med det og så skal jeg prøve å forklare "hvordan de har tenkt". Men dersom du er klar på dine egne definisjoner så skal man kunne få god uttelling uansett. Eks: Dersom noen påstår det er tilført energi som varme, slår du i bordet med isolert system osv osv.

 

(Noen vil kanskje si, dersom volumet i termosen er konstant, og væsken er inkompressibel, kan den ikke utføre noe volumarbeid, da volumet ikke endrer seg. Derfor er arbeidet 0, og da har man jo et lite problem)

 

Dette er jo bare helt fantastisk. Har sittet hele dagen og prøvd og løse dette, men har ikke sett helheten før det var forklart slik som her. Jeg skylder deg en stor takk .

 

Nå kan jeg sove godt i natt.