Warmte Energie en warmte Arbeid
Rob stelde deze vraag op 25 februari 2009 om 13:18.
beste lezer,
één van de meest simple stukken van de theorie uit mijn boek blijft mij verwarren, namelijk arbeid & energie.
Ik heb altijd verondersteld dat Q de warmte arbeid was onderandere door het onderstaande voorbeeld
===Voorbeeld===
Stel een trein remt zijn kinetische energie wordt dan omgezet in warmte energie en zo komt het dat:
dEkin=1/2 m(dv)^2 = F*s=Arbeid van de warmte=Q
dit houdt in dat bij afremmen dEkin negatief is, net als de arbeide van de warmte Q dit is ook logische want er ontstaat warmte en dus is dEw juist weer positief volgens de regel dat:
dE=-W (van één de zelfde energiedrager) (warmte energie = - warmte arbeid)
dEkin=Ww (als de energie van drager verandert) (als gevolg van dEtotaal=Ekin+dEw=0
dEkin=-dEw=Ww=Q
Q gebruikt warmte = +
Q onstaat warmte = -
dit deed mij veronderstellen dat dus net als bij andere energienen en arbeiden warmte energie Ew het tegenovergestelde is van warmte arbeid Q. Deze redenering brengt mij echter in de problemen bij de volgende twee voorbeelden:
Joulemeter en water warmte uitwisseling
het boek zegt:
Q opgenomejoulemeter =Qafgestaanwater
Volgens mijn redernatie klopt dit niet maar moet gelden
Qafgestaan + Qopgenome = 0
want er geld immers:
dEafgestaan + dEopgenome = dEtotaal = 0 (wet behoud energie)
Wat ik echter nog verwarrender vind is de eerste wet van de warmte leer: Q=dEi+Wu
want wat ik verwachte was dEi+dEu+dEw=dEtotaal= 0
dEi-Wu-Ww=0
dEi-Wu=Ww=Q
Q=dEi-Wu ????
ik ben dus volledig de draad kwijt. Alle hulp wordt erg gewaardeerd. Dank u.
één van de meest simple stukken van de theorie uit mijn boek blijft mij verwarren, namelijk arbeid & energie.
Ik heb altijd verondersteld dat Q de warmte arbeid was onderandere door het onderstaande voorbeeld
===Voorbeeld===
Stel een trein remt zijn kinetische energie wordt dan omgezet in warmte energie en zo komt het dat:
dEkin=1/2 m(dv)^2 = F*s=Arbeid van de warmte=Q
dit houdt in dat bij afremmen dEkin negatief is, net als de arbeide van de warmte Q dit is ook logische want er ontstaat warmte en dus is dEw juist weer positief volgens de regel dat:
dE=-W (van één de zelfde energiedrager) (warmte energie = - warmte arbeid)
dEkin=Ww (als de energie van drager verandert) (als gevolg van dEtotaal=Ekin+dEw=0
dEkin=-dEw=Ww=Q
Q gebruikt warmte = +
Q onstaat warmte = -
dit deed mij veronderstellen dat dus net als bij andere energienen en arbeiden warmte energie Ew het tegenovergestelde is van warmte arbeid Q. Deze redenering brengt mij echter in de problemen bij de volgende twee voorbeelden:
Joulemeter en water warmte uitwisseling
het boek zegt:
Q opgenomejoulemeter =Qafgestaanwater
Volgens mijn redernatie klopt dit niet maar moet gelden
Qafgestaan + Qopgenome = 0
want er geld immers:
dEafgestaan + dEopgenome = dEtotaal = 0 (wet behoud energie)
Wat ik echter nog verwarrender vind is de eerste wet van de warmte leer: Q=dEi+Wu
want wat ik verwachte was dEi+dEu+dEw=dEtotaal= 0
dEi-Wu-Ww=0
dEi-Wu=Ww=Q
Q=dEi-Wu ????
ik ben dus volledig de draad kwijt. Alle hulp wordt erg gewaardeerd. Dank u.
Reacties
Jan
op
25 februari 2009 om 14:13
Rob, 25 feb 2009
Volgens mijn redenatie moet gelden
Qafgestaan + Qopgenome = 0
want er geld immers:
dEafgestaan + dEopgenome = dEtotaal = 0 (wet behoud energie)
Wat ik echter nog verwarrender vind is de eerste wet van de warmte leer: Q=dEi+Wu
want wat ik verwachte was dEi+dEu+dEw=dEtotaal= 0
ik ben dus volledig de draad kwijt. Alle hulp wordt erg gewaardeerd. Dank u.
Dag Rob,
Wees gerust, je bent de draad helemaal niet kwijt. Jij bent hier juist degene die het netjes doet en de plussen en minnen fatsoenlijk in de gaten houdt.
Noteer de wet van behoud als
ΔEk + ΔEp + ΔE.. + ΔE.. + ...... = 0 (vul op de puntjes alle mogelijke vormen van energie in)
en je gaat altijd goed.
De schoolboeken gaan hier nog wel eens slordig mee om, zodat je zelf in de gaten moet houden welk deel van het beschouwde systeem energie kwijtraakt, en welk deel energie wint. Voor sommige mensen werken die plussen en minnen juist verwarrend, misschien dat de schoolboeken het precies daarom zo aanpakken.
Zoiets begint al in eerdere stof, bijvoorbeeld bij vrij vallende voorwerpen. Een veel geziene formule is dan m·g·h = ½·m·v² . Voor veel leerlingen kennelijk begrijpelijker dan de correctere
m·g·Δh + ½·m·Δ(v²) = 0
Duidelijk?
Groet, Jan
Volgens mijn redenatie moet gelden
Qafgestaan + Qopgenome = 0
want er geld immers:
dEafgestaan + dEopgenome = dEtotaal = 0 (wet behoud energie)
Wat ik echter nog verwarrender vind is de eerste wet van de warmte leer: Q=dEi+Wu
want wat ik verwachte was dEi+dEu+dEw=dEtotaal= 0
ik ben dus volledig de draad kwijt. Alle hulp wordt erg gewaardeerd. Dank u.
Dag Rob,
Wees gerust, je bent de draad helemaal niet kwijt. Jij bent hier juist degene die het netjes doet en de plussen en minnen fatsoenlijk in de gaten houdt.
Noteer de wet van behoud als
ΔEk + ΔEp + ΔE.. + ΔE.. + ...... = 0 (vul op de puntjes alle mogelijke vormen van energie in)
en je gaat altijd goed.
De schoolboeken gaan hier nog wel eens slordig mee om, zodat je zelf in de gaten moet houden welk deel van het beschouwde systeem energie kwijtraakt, en welk deel energie wint. Voor sommige mensen werken die plussen en minnen juist verwarrend, misschien dat de schoolboeken het precies daarom zo aanpakken.
Zoiets begint al in eerdere stof, bijvoorbeeld bij vrij vallende voorwerpen. Een veel geziene formule is dan m·g·h = ½·m·v² . Voor veel leerlingen kennelijk begrijpelijker dan de correctere
m·g·Δh + ½·m·Δ(v²) = 0
Duidelijk?
Groet, Jan
Robert
op
25 februari 2009 om 16:28
Hartelijk bedankt voor uw duidelijke reactie,
mijn leerboek en eindexamens gebruiken deze methodes nogal eens door elkaar wat altijd weer voor de nodige verwarring zorgt. Leuk voorbeeld trouwens van dEkin en dEfz overzetting.
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
als ik zelf deze wet afleid:
Energie voor = Energie Na
Ei+Eu+Ew=Ei+Eu+Ew
(Eina-Eivoor)+(Euna-Euvoor)+(Ewna-Ewvoor)=0
dEi+dEu+dEw=0
dEi+(-Wu)+(-Ww)=0
dEi-Wu=Ww
dEi-Wu=Q
ergens gaat dus iets anders qua minnen en plussen, toch lijkt mij deze afleiding correct. Maar toch is de 1e hoofdwet van de warmteleer het niet met me eens.
wat zie ik hier over het hoofd/gaat fout ??
mijn leerboek en eindexamens gebruiken deze methodes nogal eens door elkaar wat altijd weer voor de nodige verwarring zorgt. Leuk voorbeeld trouwens van dEkin en dEfz overzetting.
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
als ik zelf deze wet afleid:
Energie voor = Energie Na
Ei+Eu+Ew=Ei+Eu+Ew
(Eina-Eivoor)+(Euna-Euvoor)+(Ewna-Ewvoor)=0
dEi+dEu+dEw=0
dEi+(-Wu)+(-Ww)=0
dEi-Wu=Ww
dEi-Wu=Q
ergens gaat dus iets anders qua minnen en plussen, toch lijkt mij deze afleiding correct. Maar toch is de 1e hoofdwet van de warmteleer het niet met me eens.
wat zie ik hier over het hoofd/gaat fout ??
Jan
op
25 februari 2009 om 17:14
Robert, 25 feb 2009
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
Volgens mij struikel je hier over het begrip "warmte", Q.
Wikipedia:
Zo niet, een stroom heeft natuurlijk óók een richting. Stroomt die je systeem IN, dan noem je dat positief. De warmte komt dan ten goede aan inwendige energie plus uit te oefenen arbeid op de omgeving.
Zo bezien zit het dus alleen in je vertaling van ΔEw naar -Ww (4e naar 5e regel van je afleiding, en ik snap niet goed wat je met Ww probeert te zeggen) en vervolgens van Ww naar Q.
Groet, Jan
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
Volgens mij struikel je hier over het begrip "warmte", Q.
Wikipedia:
In de natuurkunde is warmte een vorm van energie waarvan de hoeveelheid wordt uitgedrukt in de eenheid joule (J). Warmte is gedefinieerd als de energie die als gevolg van een temperatuurverschil door een diathermane (warmtegeleidende) wand stroomt. Er kan dus niet gesproken worden over 'de warmte' van een hoeveelheid stof (een begrip dat daar meer op lijkt, is inwendige energie).
Blijkt altijd weer een struikelpunt. Ik vraag me dan ook af of we dat niet een beetje eleganter kunnen benoemen
Zo niet, een stroom heeft natuurlijk óók een richting. Stroomt die je systeem IN, dan noem je dat positief. De warmte komt dan ten goede aan inwendige energie plus uit te oefenen arbeid op de omgeving.
Zo bezien zit het dus alleen in je vertaling van ΔEw naar -Ww (4e naar 5e regel van je afleiding, en ik snap niet goed wat je met Ww probeert te zeggen) en vervolgens van Ww naar Q.
Groet, Jan
Robert
op
25 februari 2009 om 18:00
Jan van de Velde, 25 feb 2009
Robert, 25 feb 2009
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
Volgens mij struikel je hier over het begrip "warmte", Q.
Wikipedia:
Zo niet, een stroom heeft natuurlijk óók een richting. Stroomt die je systeem IN, dan noem je dat positief. De warmte komt dan ten goede aan inwendige energie plus uit te oefenen arbeid op de omgeving.
Zo bezien zit het dus alleen in je vertaling van ΔEw naar -Ww (4e naar 5e regel van je afleiding, en ik snap niet goed wat je met Ww probeert te zeggen) en vervolgens van Ww naar Q.
Groet, Jan
Ww Heb ik gebruikt voor warmte arbeid die dus het tegenovergestelde is van delta warmte energie
vandaar Ww=-dEw
en de arbeid van de warmte is gelijk aan Q.
U heeft inderdaad gelijk wat betreft Q, ik heb geen idee wat men nou onder de warmte Q verstaat. Want in vorige gevallen was dit altijd te defineren als de arbeid van de warmte bijvoorbeeld:
dEkin=Q ( bij omzetting is kinetische energie van een auto gelijk aan een vorm van arbeid, in dit geval warmte arbeid = Q)
dEkin+dEw=0
dEkin=-dEw
dEkin=Ww
en aangezien in dit geval
dEkin=Q
Geldt Q=Ww
remmende auto zorgt bijvoorbeeld dat dEkin=-400J
er komt dus -400J vrij dat betkent dat er dus ook 400J aan warmte energie moet ontstat dus is dEw=400J
dat betkent dat de arbeid van de warmte juist weer -400J is
wat ook klopt met de vergelijking
-400=-400
tevens is Q=-400
dit deed mij veronderstellen dat Q de hoeveelheid warmte is die wordt gebruikt of gecreerd en dus het zelfde is als de Warmte-arbeid.
De zelfde ratio zou kunnen worden toegepast op
c*m*dT=Q
waar voor een bepaalde temperatuurstijing een bepaalde hoeveelheid warmte wordt gebruikt.
Elke keer weer lijkt warmte Q defineerbaar als de arbeid van de warmte
ook wel logische want
Energie op drager 1 = energie op drager 2
zou betekenen dat energie verhoging van 1 ook energieverhoging van 2 betkent en dus energie uit het niks wordt gecreerd. terwijl
Een situatie van Energie op 1 = arbeid op 2 is daarom logischer
deze volgen namelijk het omgekeerde verband wat voor een evenwicht zorgt.
Ik denk dat het probleem bij de warmteleer is dat het niet meer 1 gesloten totaal systeem is maar uit het niks (ander system = andere formule ) energie wordt toegevoegd. Dat vind ik erg moeilijk te accepteren.
Snapt u daarom mijn verwarring met de 1e hoofdwet van de warmteleer. In de eerste instatie lijkt hij mij logische maar na het ontleden ervan in een energiebalans kom ik toch altijd weer op tegenstrijdigheden uit.
Vriendelijke Groeten Robert.
Robert, 25 feb 2009
Alleen blijft de vraag nog steeds hoe het nou precies zit bij de 1e hoofdwet van thermodynamcia.
Q=Wu+dEi
Volgens mij struikel je hier over het begrip "warmte", Q.
Wikipedia:
In de natuurkunde is warmte een vorm van energie waarvan de hoeveelheid wordt uitgedrukt in de eenheid joule (J). Warmte is gedefinieerd als de energie die als gevolg van een temperatuurverschil door een diathermane (warmtegeleidende) wand stroomt. Er kan dus niet gesproken worden over 'de warmte' van een hoeveelheid stof (een begrip dat daar meer op lijkt, is inwendige energie).
Blijkt altijd weer een struikelpunt. Ik vraag me dan ook af of we dat niet een beetje eleganter kunnen benoemen
Zo niet, een stroom heeft natuurlijk óók een richting. Stroomt die je systeem IN, dan noem je dat positief. De warmte komt dan ten goede aan inwendige energie plus uit te oefenen arbeid op de omgeving.
Zo bezien zit het dus alleen in je vertaling van ΔEw naar -Ww (4e naar 5e regel van je afleiding, en ik snap niet goed wat je met Ww probeert te zeggen) en vervolgens van Ww naar Q.
Groet, Jan
Ww Heb ik gebruikt voor warmte arbeid die dus het tegenovergestelde is van delta warmte energie
vandaar Ww=-dEw
en de arbeid van de warmte is gelijk aan Q.
U heeft inderdaad gelijk wat betreft Q, ik heb geen idee wat men nou onder de warmte Q verstaat. Want in vorige gevallen was dit altijd te defineren als de arbeid van de warmte bijvoorbeeld:
dEkin=Q ( bij omzetting is kinetische energie van een auto gelijk aan een vorm van arbeid, in dit geval warmte arbeid = Q)
dEkin+dEw=0
dEkin=-dEw
dEkin=Ww
en aangezien in dit geval
dEkin=Q
Geldt Q=Ww
remmende auto zorgt bijvoorbeeld dat dEkin=-400J
er komt dus -400J vrij dat betkent dat er dus ook 400J aan warmte energie moet ontstat dus is dEw=400J
dat betkent dat de arbeid van de warmte juist weer -400J is
wat ook klopt met de vergelijking
-400=-400
tevens is Q=-400
dit deed mij veronderstellen dat Q de hoeveelheid warmte is die wordt gebruikt of gecreerd en dus het zelfde is als de Warmte-arbeid.
De zelfde ratio zou kunnen worden toegepast op
c*m*dT=Q
waar voor een bepaalde temperatuurstijing een bepaalde hoeveelheid warmte wordt gebruikt.
Elke keer weer lijkt warmte Q defineerbaar als de arbeid van de warmte
ook wel logische want
Energie op drager 1 = energie op drager 2
zou betekenen dat energie verhoging van 1 ook energieverhoging van 2 betkent en dus energie uit het niks wordt gecreerd. terwijl
Een situatie van Energie op 1 = arbeid op 2 is daarom logischer
deze volgen namelijk het omgekeerde verband wat voor een evenwicht zorgt.
Ik denk dat het probleem bij de warmteleer is dat het niet meer 1 gesloten totaal systeem is maar uit het niks (ander system = andere formule ) energie wordt toegevoegd. Dat vind ik erg moeilijk te accepteren.
Snapt u daarom mijn verwarring met de 1e hoofdwet van de warmteleer. In de eerste instatie lijkt hij mij logische maar na het ontleden ervan in een energiebalans kom ik toch altijd weer op tegenstrijdigheden uit.
Vriendelijke Groeten Robert.
Jan
op
25 februari 2009 om 18:13
Volgens mij doorzie je die tegenstrijdigheden prima, zit je hoogstens met een paar begripsdefinities. Ik ken bijvoorbeeld geen "warmte arbeid". Nou wil dat niet alles zeggen, maar ik kan me wel indenken dat je zo een beetje in de war raakt.
Je voert energie toe aan een systeem, dat systeem zou met de energie die ze daaruit krijgt arbeid kunnen gaan verrichten. waar zit de "warmte arbeid" ?
Ik stel je voor het niet moeilijker te maken dan nodig. Gebruik je gezonde verstand (daarvan heb je zo te zien een ruim bemeten portie) en dan los je het altijd wel op. En vroeger of later wordt het ineens hélemaal helder.
Groet, Jan
Je voert energie toe aan een systeem, dat systeem zou met de energie die ze daaruit krijgt arbeid kunnen gaan verrichten. waar zit de "warmte arbeid" ?
Ik stel je voor het niet moeilijker te maken dan nodig. Gebruik je gezonde verstand (daarvan heb je zo te zien een ruim bemeten portie) en dan los je het altijd wel op. En vroeger of later wordt het ineens hélemaal helder.
Groet, Jan
Robert
op
25 februari 2009 om 18:27
ja warmte arbeid en warmte energie zijn beiden niet/weinig gebruikte definities. Ik gebebruikte ze altijd om te voorspellen of Q bij een som nu de hoeveelheid warmte is die onstaat of juist de hoeveelheid warmte de gebruikt wordt. Wat voorheen altijd werkte. Het is tevens eigenlijk niks meer dan de woordelijke benaming oor het wsikunde tegenpool fenomeen. Wat elke keer optreedt bij energie en arbeid. arbeid is eigelijk niks meer dan de uitdrukking voor de hoeveelheid gebruikte energie, waarneer positief, ten opzichte van deltaEnergie dat de hoevee heid gecreerde energie uitdrukt waarneer positief. natuurkundige vonden het gewoon mieters om hiervoor weer een eigen grootheid te bedenken W=-dE, zodat hiermee "makkelijker gerekend kon worden". Ik hoop inderdaad dat ik er nog achter kom hoe dat nou zit en is gekomen, want ik vind het allemaal razend interessant ^_^.
bedankt voor uw reacties, hulp en moeite,
Vriendelijke Groeten Robert Brand.
bedankt voor uw reacties, hulp en moeite,
Vriendelijke Groeten Robert Brand.
Jan
op
25 februari 2009 om 18:56
Robert , 25 feb 2009
Ik hoop inderdaad dat ik er nog achter kom hoe dat nou zit en is gekomen
In mijn ervaring komt dat allemaal op een goed ogenblik vanzelf. Tot dan zou ik er niet te veel zelf bij gaan zitten verzinnen, want dan verzin je jezelf onvermijdelijk de sloot in.
Groet, Jan
Ik hoop inderdaad dat ik er nog achter kom hoe dat nou zit en is gekomen
In mijn ervaring komt dat allemaal op een goed ogenblik vanzelf. Tot dan zou ik er niet te veel zelf bij gaan zitten verzinnen, want dan verzin je jezelf onvermijdelijk de sloot in.
Groet, Jan
