Hoe bereken je de eindtemperatuur als je twee objecten van verschillende temperaturen bij elkaar voegt?

Question

Bijvoorbeeld: je hebt een blok ijzer van 3kg dat een temperatuur heeft van 600°C en dat stopt je in een bak water met een volume van 1,0m³ en dat water heeft een temperatuur van 20°C.

Hoe bereken je dan de eindtemperatuur?

 · Accepted Answer

Dit kan je berekenen met de formule

Q= m x c x T

Q = Warmtehoeveelheid in Joule

m = massa in kg.

c = soortelijke warmte of ook wel warmte energie. in 
joule/(kg x K )

T = temperatuur verschil ken het delta teken echter niet vinden daarom dus enkel een T ( voor temperatuur horen we eigenlijk Kelvin te gebruiken maar omdat hier sprake is van temperatuur verschil maakt de eenheid niet uit Kelvin en graden Celsius zijn beide goed )

de gegevens zijn.

massa ijzer =  m1 = 3 kg.
 massa water = m2 = onbekend.
 temperatuur IJzer   = T1   = 600 graden Celsius.
 temperatuur Water = T2   =  20 graden Celsius.
 Volume water = V = 1 m3
 p = rho = dichtheid eenheid van dichtheid is kg/m3
 c ijzer   = c1 =  460 joule / ( kg x K )
 c water = c2 = 4190 joule / ( kg x K )
 Warmtehoeveelheid ijzer   = Q 1 = Joule
 Warmtehoeveelheid water = Q 2 = Joule

( bron voor soortelijke warmte mijn tabbelen boek )

de massa willen we weten. nu is de dichtheid zelf niet gegeven deze zoeken we dus op om achter de massa te komen van 1m3 water op 20 graden Celsius. 
( let op de temperatuur heeft invloed op de dichtheid )

water heeft een dichtheid van 998,23 kg/m3 bij een temperatuur van 20 graden celsius.

( bron voor dichtheid water bij 20 graden Celsius mijn tabellen boek )

p = massa / volume
 p = m/V
 998,23 = m / 1
       998,23
 m =————-
         1

m = 998,23 kg

nu weten we dus ook de massa van het water. dus gaan we verder met Q = m x c x T

Temperatuurverschil brekenen we met

T =  t2 -  t 1
T = 600 - 20
T = 580

Q1 = m1 x c1 x T1
Q1 = 3 x 460 x 580
Q1 = 800400 Joule ( warmtehoeveelheid ijzer )

Q2 = m2 x c2 x T2
Q2 = 998,23 x 4190 x 580
Q2 = 2.425.898.546 Joule

nu weet ik hoeveel energie elke stof bevat en wat ze aan elkaar over geven. de eind temperatuur gaan we nu berekenen door.

Q = Q2 - Q1
Q = 2425898546 - 800400
Q = 2.425.098.146 joule

Q = m2 x c2 x T
 2425098146 = 998.23 x 4190 x T
       2425098146
 T =—————————
      998,23 x 4190

T = 579,808635 Deze temperatuur verlaging ondergaat het ijzer door de warmtehoeveelheid van het water.
daarom trekken we dit af van het begin temperatuur van het ijzer.

600 - 579,808635 = 20,19136497 graden Celsius = eindtemperatuur Water en IJzer

Lange uitleg heb dat je er wat aan hebt.
het kan ook nog op andere manieren. maar helaas heb ik te weinig letters over.

 · Answer

Je moet rekenen met de calorische warmte (de hoeveelheid warmte-energie die een stof kan opnemen).  Noemt T de eindtemperatuur.  De hoeveelheid warmte die het blok ijzer afgeeft om van 600° naar T° te gaan moet gelijk zijn aan de hoeveelheid warmte die het water opneemt om van 20° naar T° te gaan.
massa(ijzer)xC(ijzer)x(600-T)=massa(water)xC(water)x(T-20).
Hieruit kan je dan T halen.

 · Answer

hierbij is het van belang dat je weet wat de soortelijke warmte van de verschillende materialen is ,waarbij water  zoals bekend 4,18joule  per gram heeft ,en ijzer 0,46 joule per gram 
je hebt dus water  
1000000 gram met 20 graden 
warmte inhoud is dan 1000000 *20*4,18 joule is 83600 Kj
ijzer heeft 
3000 gram *580 (600-20) *0,46 joule is 828 Kj samen dus 84400 Kj 
eindtemperatuur 
water 1000000 gram *4,18*X IS 84400 waaruit volgt dat het water 20,2 graden als eindtemperatuur heeft.

Hoe bereken je de eindtemperatuur als je twee objecten van verschillende temperaturen bij elkaar voegt?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (2)

Bekijk alle vragen in deze categorieën: