Warmte Massa Soortelijke warmte De temperatuurverandering – Problemen en oplossingen

9 Warmte Massa Soortelijke warmte De temperatuurverandering – Problemen en oplossingen

1. Een loden staaf van 2 kg wordt verwarmd vanaf 50^oC 100^oC. Het specifieke hitte lood is 130 J.kg^{-1 o}C^-1. Hoeveel warmte wordt het lood geabsorbeerd?

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

De soortelijke warmte (c) = 1 3 0 J.kg ^-1 C ^-1

De temperatuurverandering ( ΔT ) = 100 ^° C – 50 ^° C = 50 ^° C

Gezocht: Warmte (Q)

oplossing:

Q = mc Δ T

Q = warmte , m = massa, c = soortelijke warmte , ΔT = temperatuurverandering

De warmte die door lood wordt geabsorbeerd:

Q = (2 kg)(1 3 0 J.kg ^-1 C ^-1 )(50 ^o C)

Q = (100)(1 3 0)

Q = 13.000 Joule

Q = 1,3 x ^10⁴ Joule

[irp]

2. De soortelijke warmte van koper is 390 J/kg ° ^C , de temperatuurverandering is 40 ^° C. Als het koper 40 joule warmte absorbeert, wat is dan de massa van het koper?

Bekend:

De soortelijke warmte van koper ( c) = 390 J/kg ° ^C

De temperatuurverandering ( ΔT ) = 40 ^° C

Warmte ( Q) = 40 J

Gezocht: Massa (m) koper

oplossing:

Q = mc Δ T

40 J = (m)( 390 J/kg ° ^C )(40 ^° C)

40 = (m)( 390 /kg )(40)

40 = (m)( 390 /kg )(4)

40 = (m)( 1560 /kg )

m = 40 / 1560

m = 0.026 kg

m = 26 gram

3. De begintemperatuur van 20 gram water is 30 ^{° C .} De soortelijke warmte van water is 1 cal g⁻¹ ^{° C⁻¹} . Als het water 300 calorieën warmte absorbeert, bepaal dan de eindtemperatuur!

Bekend:

Massa (m) = 20 gr

De begintemperatuur (T ₁ ) = 30 ^o C

De soortelijke warmte van water ⁽ c) = 1 cal ^{gr⁻¹ °} C⁻¹

Warmte (Q) = 300 cal

Gezocht: De uiteindelijke temperatuur van het water

oplossing:

Q = mc ΔT

300 cal = (20 gr)( 1 cal gr ^{-1 o} C ^-1 )( T ₂ -30 )

300 = (20)(1)( T ₂ -30)

300 = 20 ( T ₂ -30 )

300 = 20 T ₂ – 600

300 + 600 = 20T ₂

900 = 20T ₂

T ₂ = 900 / 20

T ₂ = 45

De temperatuurverandering is 45 ^° C – 30 ^° C = 15 ^° C.

 [irp]

4. Tde temperatuurverandering van het zeewater is 1^oC Wanneer water 3900 joule aan warmte absorbeert. De soortelijke warmte van zeewater is 3.9 × 10³ J/kg°C, Wat is de massa van het zeewater?

Bekend:

De temperatuurverandering ( ΔT ) = 1 ^° C

Warmte (Q) = 3900 Joule

De soortelijke warmte van zeewater (c) = 3.9 x 10³ ^J / kg °C = 3900 J/kg°C

Gezocht: Massa (m)

oplossing:

Q = mc Δ T

Q = warmte , m = massa, c = soortelijke warmte , ΔT = temperatuurverandering

m = Q / c Δ T = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1 kg

5. Een koperen staaf van 2 kg absorbeert 39,000 J warmte bij 30 °C. Als de soortelijke warmte van koper 390 J/kg °C is, wat is dan de eindtemperatuur van het koper?

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 30 ^o C

Warmte (Q) = 39,000 Joule

Soortelijke warmte (c) van koper = 390 J/kg ^° C

Gevraagd : De eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

Q = mc ΔT

Q = warmte , m = massa, c = soortelijke warmte , ΔT = temperatuurverandering

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

39,000 = (2)( 390)(T ₂ – 30)

100 = (2)(1)(T ₂ – 30)

100 = (2)(T ₂ – 30)

50 = T ₂ – 30

T ₂ = 50 + 30

T ₂ = 80 ^° C

[irp]

6. 5 kg water wordt verwarmd van 15 °C tot 40 °C. Hoeveel warmte wordt er door het water opgenomen? De soortelijke warmte van water is 4.2 × 10³ ^J /kg°C.

Bekend:

Massa (m) = 5 kg

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 15°C

Eindtemperatuur (T ₂ ) = 40°C

Soortelijke warmte van water (c) = 4.2 × 10³ ^J /kg°C

Gezocht: Warmte (Q)

oplossing:

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4.2 × 10 ³ J/kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4.2 × 10 ³ J)(25)

Q = 525 x ^10³ J

Q = 525,000 Joule

7. 2 kg water wordt verwarmd van 24 °C tot 90 °C. Hoeveel warmte wordt er door het water opgenomen? De soortelijke warmte van water is 4.2 × 10³ ^J /kg°C.

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 24°C

Eindtemperatuur (T ₂ ) = 90°C

Soortelijke warmte van water (c) = 4,200 Joule/kg°C

Gezocht :: Warmte (Q)

oplossing:

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)( 4,200 Joule/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4,200 Joule/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4,200 Joule)

Q = 554,400 Joule

[irp]

8. Vijf gram water wordt verwarmd van 10°C tot 40°C. Hoeveel warmte wordt er door het water geabsorbeerd? De soortelijke warmte van water is 1 × ^10³ cal /g r °C.

Bekend:

Massa (m) = 5 gram

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 10 ^o C

Eindtemperatuur (T₂ ₎ = 40 ^° C

Soortelijke warmte van water (c) = 1 cal /g°C

Gezocht : Hitte

oplossing:

Q = mc ΔT

Q = (5 gram)( 1 cal/ gr°C)(40 ^o C – 10 ^o C)

Q = (5)( 1 c al)(30)

Q = 150 calorieën

9. 0.2 kg water absorbeert 42,000 joule warmte bij 25 ^° C . De soortelijke warmte van water is 4200 J/kg ^° C. Wat is de uiteindelijke temperatuur van het water?

Bekend:

Massa water (m) = 0.2 kg

Warmte (Q) = 42,000 Joule

Soortelijke warmte van water (c) = 4200 J/kg ^° C

Initiële temperatuur (T ₁ ) = 25 ^o C

Gevraagd: Eindtemperatuur (T ₂ )

oplossing:

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

Q= warmte, m = massa, c = specifieke hitte, AT = de temperatuurverandering, T₁ = de begintemperatuur, T₂ = de uiteindelijke temperatuur

Q = mc (T ₂ – T ₁ )

42,000 = (0.2)(4200)(T ₂ – 25)

42,000 = 840 (T ₂ – 25)

42,000 = 840 T ₂ – 21,000

42,000 + 21,000 = 840 T ₂

63,000 = 840 T ₂

T ₂ = 63,000 / 840

T ₂ = 75 ^° C

1. Temperatuurschalen omrekenen
2. Lineaire uitbreiding
3. Gebiedsuitbreiding
4. Volume-uitbreiding
5. Warmte
6. Mechanisch equivalent van warmte
7. Soortelijke warmte en warmtecapaciteit
8. Latente warmte, smeltwarmte, verdampingswarmte
9. Energiebehoud bij warmteoverdracht