Dag Dmnie,

Geinig proefje heb je daar, maar je brengt mij er ook een beetje mee in de knoop.

T=U/10
Klopt dit of is dit een benadering?

Dit kan nooit een kloppende vergelijking zijn, zelfs geen benadering, hoogstens is het een zogenaamde empirische (proefondervindelijk juist bevonden) formule voor dié en alléén die situatie, dwz met dié machine, dié thermosfles, dié hoeveelheid stijfsel, én een bepaalde duur van draaien van je machine, en zitten al die dingen op een of andere manier samengebald in die "10". Ga maar na, zou je het logisch vinden als je de machine twee keer zo lang liet draaien bij een bepaalde spanning, of dat je 5 keer zoveel stijfsel in je thermoskan gooit, maar dat evengoed je temperatuurstijging maar even groot zou zijn??? Of hij klopt is iets dat uit je metingen zou moeten blijken.

Q=ΔV/Δt is hélemaal niet bedoeld voor jouw situatie. Hiermee moet je altijd goed oppassen. Symbolen in een formule staan altijd alleen voor grootheden. En dan moet je je bij eht lezen van zo'n formule toch echt wel netjes aan de SI-afspraken houden. (tabel 3 en 4 van BINAS). Q is in de door jou aangehaalde formule een (vloeistof)debiet, en de V staat voor volume. Nou zijn er in het alfabet natuurlijk niet genoeg letters om al die grootheden een ander symbool te geven. Als er in een oefening een grote T gebruikt wordt voor een grootheid, dan zul je uit de context moeten halen of heirmee een temperatruur of een trillingstijd wordt bedoeld. In een formuleblad zoals in BINAS kun je ebter maar goed kijken naar het kopje van eht stuk waar je je formule vindt. In het geval van je verkeerde formule is dat "Vloeistoffen-debiet". (tabel 35C2). Het gaat dus bijvoorbeeld om een aantal kubieke meters water (volume) dat per seconde (tijd) door een leiding stroomt.

Volgens mij zit je overigens inderdaad in de problemen, al zie ik niet precies waar. Volgens mij heb je het doel van de proef ook niet helemaal begrepen (en anders ik niet). Ik kan namelijk weinig met bewegingsenergie. Die mixer draait, en gaat, eenmaal op gang, niet steeds sneller draaien, terwijl je er toch energie aan blijft toevoeren. Die bewegingsenergie is hier alleen een tussenschakel tussen elektrische energie en de warmte-energie in je stijfsel. En daarmee zinloos om aan te gaan rekenen.

Als je alleen de spanning meet over je mixer kun je inderdaad niks zeggen over de energie die je toevoert. Als dat een gewone staafmixer is zul je waarschijnlijk gedurende heel je proef nagenoeg 230 V gemeten hebben?

Als je het rendement wil bepalen van deze manier van opwarmen van je stijfsel, dan zul je moeten weten hoeveel elektrische energie je toevoert (E_in = E_elektr = U·I·t ) en wat de warmte is die daardoor in je stijfsel terechtkwam (E_uit = Q= m·c·ΔT)

Hoe verder? Daarvoor zie ik hiervandaan niet genoeg van wat je wel gedaan hebt, welke opdracht en/of gegevens je precies kreeg, en hoe en met welk materiaal precies je die hebt uitgevoerd.

Wanhopen? Welnee. Als je fouten hebt gemaakt, bijvoorbeeld door je proef niet voldoende theoretisch voor te bereiden en daardoor cruciale dingen niet gemeten te hebben, tja, dan verdient dat geen schoonheidsprijs. Als je niet kunt herstarten, dan kun je altijd in een verslag nog aangeven hoe het eigenlijk anders had gemoeten. Maakt vast wel weer wat goed.
En mogelijk interpreteer je de opdracht wel verkeerd, en is het maar een kwestie van een andere kant op denken en herschikken van je gegevens om tot een bruikbaar einde te komen.

Groet, Jan

Dus volgens u zou ik de temperatuur die ik krijg met de formule die ik heb gekregen van de docent, moeten gebruiken i.c.m. de formule: U·I·t=m·c·ΔT ?

Maar de Euit is toch nooit gelijk aan Q? Er is toch nog altijd de bewegingsenergie waar je rekening mee moet houden?


Als je alleen de spanning meet over je mixer kun je inderdaad niks zeggen over de energie die je toevoert. Als dat een gewone staafmixer is zul je waarschijnlijk gedurende heel je proef nagenoeg 230 V gemeten hebben?

Ik heb de resultaten opgenomen in een grafiek. Hier kan ik die niet uploaden, maar mijn vraag staat ook op het wetenschapsforum. Onder de naam Alvie. Daar staat hij wel bij. U moet wel het bestand uit de tweede reactie nemen, de eerste klopt niet.

De opdracht was erg kort en vaag, maar ik zal 'em even overtypen:

Een mixer roert water (met bindmiddel) in een thermosfles. De toegevoegde elketrische energie en de temperatuurstoename worden gemeten.
Werkplan: Een elektrische mizer oefent arbeid uit op een vloeistpf in een thermosfles. Hierdoor warmt de vloeistof op. De elektrische energie van de mixer wordt vergeleken met de opgewekte warmte. Om voldoende warmte op te wekken moet de vloeistof stroperig zijn. Een stroperige vloeistof kan worden gemaakt door water te binden met bijvoorbeeld maïzena, tarwebloem, of behangselplak. Er kan ook een 'slurrie'worden gemaakt uit water en zand (modder), water en kleine kiezelsteentjes, etc. Gemeten wordt:
- hoeveelheid stroperige vloeistof
- de warmtecoëfficiënt van deze vloeistof (door elektrisch te verwarmen)
- de temperatuurstoename van het water

Ons werd verteld voor de T-toename de spanning te gebruiken. Verder werden we redelijk in het diepe gegooid.

Excel-bestanden kun je hier inderdaad niet invoegen, maar een screendumpje is toch vlot gemaakt en bijgesneden? Zie bijlagen.

Verder blijkt mijn gokje correct. Je bent helaas begonnen zonder voldoende theoretische voorbereiding. Een goed leermoment.



De T=U/10 snap ik nu denk ik ook wel. Vermoedelijk gaat het hier om een thermische sensor in een of andere vorm, die voor elke graad Celsius boven 0 een spanning van 10 V geeft. Een elektronische thermometer dus, maar zonder directe uitlezing? Of denk ik waarschijnlijker, een handige TOA die een elektronische thermometer heeft omgebouwd, de komma uit het schermje gehaald en er op het oog een spanningsmeter van maakt? 

Hou dan ook, deze spanning heeft niks te maken met de spanning op je staafmixer, en kun je dus ook niet gebruiken om je elektrische energie mee te berekenen. De spanning in je tabel kun je nooit hebben afgelezen op de spanningsmeter die parallel over je staafmixer stond aangesloten.

Overigens, toen je de proef beëindigde en de stekker van de staafmixer eruittrok, bleef die mixer toen draaien? 

Denk aan een auto. Je trekt op, een deel van de chemische energie wordt omgezet in bewegingsenergie van de auto, een deel in warmte. Rijdt je eenmaal op constante snelheid (na verbranding van bijvoorbeeld 50 mL benzine), dan verandert je bewegingsenergie dus ook niet meer, en is daar dus geen chemische energie meer voor nodig. De motor blijft wél draaien, en alle chemische energie die je dan nog omzet is vanaf dat moment alléén voor de warmte: temperatuur van uitlaatgassen, opwarmen van lucht via de radiator, opwarmen van banden en asfalt, en het opzij duwen van luchtmoleculen rond de auto, wat uiteindelijk ook alleen maar in toegenomen temperatuur resulteert. Maakt niks uit of je nou naar Amsterdam rijdt of naar Moskou, energetisch is het eindresultaat verder slechts steeds warmte. Zet dan de motor uit, en laat hem uitbollen: die bewegingsenergie is nu ook op korte tijd verdwenen en omgezet in warmte.

Heb je een raket in de (wrijvingsloze) ruimte, dan zet je de motor aan, je snelheid en dus je bewegingsenergie nemen toe. Zet dan je motor uit, je raket blijft doorvliegen zonder motor. Nu blijft een deel van de energie uit je raketbrandstof dus wél aanwezig als bewegingsenergie.

In je staafmixer wordt dus uiteindelijk alle toegevoerde elektrische energie omgezet in warmte. Een (klein) deel daarvan komt in je stijfsel terecht, wat hier als nuttige energie wordt beschouwd.

Nu is het aan jou om eens op een rijtje te zetten wat je fout deed, waaraan je had moeten denken vóór je de proef startte. Kortom, de zaak nog eens goed theoretisch op een rijtje zetten. Je boek in duiken, alles over energie nog eens herlezen. Daarover rapporteren, laten zien dat je achteraf wél weet hoe het gemoeten had. 

Wat ik overigens óók niet zie (vooralsnog) zijn je metingen om de soortelijke warmte van je "vloeistof" vast te stellen. Maar als je die wél hebt, en je kijkt nog eens op het typeplaatje van je staafmixer om te zien hoeveel (elektrisch) vermogen dat dat ding in stand 5 heeft, dan kun je nog steeds een héél net resultaat neerzetten (zoek de formule voor elektrisch vermogen maar eens op) .

Succes, Jan

Jan van de Velde, 6 jul 2009

Of denk ik waarschijnlijker, een handige TOA die een elektronische thermometer heeft omgebouwd, de komma uit het schermje gehaald en erop het oog een spanningsmeter van maakt?
(...)
Hoe dan ook, deze spanning heeft niks te maken met de spanning op je staafmixer, en kun je dus ook niet gebruiken om je elektrische energie mee te berekenen. De spanning in je tabel kun je nooit hebben afgelezen op de spanningsmeter die parallel over je staafmixer stond aangesloten.
(...)
Overigens, toen je de proef beëindigde en de stekker van de staafmixer eruittrok, bleef die mixer toen draaien?
(...)
Nu is het aan jou om eens op een rijtje te zetten wat je fout deed, waaraan je had moeten denken vóór je de proef startte. Kortom, de zaak nog eens goed theoretisch op een rijtje zetten. Je boek in duiken, alles over energie nog eens herlezen. Daarover rapporteren, laten zien dat je achteraf wél weet hoe het gemoeten had. 

Wat ik overigens óók niet zie (vooralsnog) zijn je metingen om de soortelijke warmte van je "vloeistof" vast te stellen. Maar als je die wél hebt, en je kijkt nog eens op het typeplaatje van je staafmixer om te zien hoeveel (elektrisch) vermogen dat dat ding in stand 5 heeft, dan kun je nog steeds een héél net resultaat neerzetten (zoek de formule voor elektrisch vermogen maar eens op) .

Succes, Jan

De TOA is inderdaad erg handig en je hebt vaak meer aan hem dan aan de docent zelf, maar dat terzijde.

Ik heb nog ergens een tekening gevonden van de opstelling, maar die leek me onwaarschijnlijk, dus daarvan heb ik deze gemaakt. 



Dat kan ik helaas niet zeggen, de mixer hebben we er een tijdje op laten zitten en verder hebben we er niet op gelet.

Wat ik fout heb gedaan
- Dus blijkbaar de spanning verkeerd afgemeten
- De stroomsterkte niet gemeten
- Niet naar het vermogen gekeken van de staafmixer

Wat ik wél had moeten doen:
Bedenken het vermogen te gebruiken voor deze proef. Dat kan ik berekenen met: P=U·I
Vervolgens kon ik dan Q= P·t gebruiken.

Ik denk dat ik 'em zo snap!
Maar kan ik hiervoor mijn gemeten spanning gebruiken? Zo niet moet ik dan een voorbeeld situatie geven?

Alsvoor de soortelijke warmte:
Zijn we denk ik vergeten. Ik heb er namelijk geen gegevens van.
Q = c · m · ΔT

Als we eenmaal de Q hebben dan kunnen we de c ook berekenen. c = Q · m· ΔT
Als we ervan uit mogen gaan dat de T klopt, dan zitten we nog met de massa.

Biedt m = ρ x V een oplossing? De dichtheid weten we namelijk niet. Of mogen we dan de dichtheid van het water gebruiken?

dmnie, 6 jul 2009
Maar kan ik hiervoor mijn gemeten spanning gebruiken? Zo niet moet ik dan een voorbeeld situatie geven?
Eens zien: als je het vermogen van de stofzuiger wil bepalen, ga je dan de spanning over je fietslampje meten?

Nog iets: ik hoor je nog steeds niet over de warmtecapaciteit van je behangplak-oplossing....... (en dat lijkt me toch óók een cruciaal gegeven)

Aha nee dus.

Ik heb net nog een bericht geplaatst over de soortelijke warmte.

Van de warmtecapaciteit heb ik nooit gehoord, maar ik heb het even opgezocht, en daarvoor geldt:

C= ΔQ/ΔT

Maar daar wordt toch niet naar gevraagd?

Ik snap eigenlijk niet eens wat er met de warmtecoëfficiënt bedoeld wordt.

dmnie, 6 jul 2009

Van de warmtecapaciteit heb ik nooit gehoord, maar ik heb het even opgezocht, en daarvoor geldt:

C= ΔQ/ΔT

Maar daar wordt toch niet naar gevraagd?

Ehm, hoe wou je gaan bepalen hoeveel ENERGIE in je behangplak is terechtgekomen, als je alleen een temperatuursverandering en een massa kent?

En hier zit je grote probleem: Als je aan om het even wat voor opdracht begint, of het nou voor natuurkunde is, of voor mijn part een werkstuk Nederlands,

"Wat ik wél had moeten doen:"


dan is hetéérst en vooralzaak om vóórdat je begint met uitwerken de opdracht te begrijpen. Want als ik je nu zo begrijp heb je niet middels een dompelaartje met bekend vermogen of zo gemeten hoeveel energie er nodig was om 10 mL behangplak 1°C in temperatuur te laten stijgen.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Soortelijke_warmte

Ik snap niet waar u precies op doelt.

Ik weet dat ik niet alle juiste informatie heb, maar door de juiste verwerking van de gegevens op een rijtje te zetten, kan ik in mijn situatie nog de meeste punten behalen.
Dat suggereerde u net toch ook?

Ik heb de site van Wikipedia al bezocht, maar ik weet niet hoe ik hier nu de Q uit moet berekenen, omdat ik deze stof niet heb gehad.

We zitten langs elkaar heen te praten.

Als er in de klas nog nooit over deze stof is gepraat vind ik dit persoonlijk een heftig proefje. Die stof hier uit gaan leggen komt neer op het herschrijven van een compleet hoofdstuk uit je natuurkundeboek. Dus kun je beter eerst eens daar gaan pluizen.

Je had eerst de soortelijke warmte van je plaksel moeten bepalen door met een elektrische verwarmingselementje je plaksel op te warmen. Je moest daarbij de massa, de toegevoerde energie (E= U·I·t van je elementje) en de temperatuursverandering gemeten hebben, om daaruit de soortelijke warmte te berekenen met Q= m·c·ΔT.

Dan ga je met een ander beetje van hetzelfde plaksel (zelfde stof, dus zelfde c) aan de slag met je staafmixer. Je meet de aan de staafmixer toegevoerde energie , weer met E= U·I·t , maar nu uiteraard met de U, I en t die bij de staafmixer horen.

Dan ga je de energie meten die door je plaksel is opgenomen. Je meet de ΔT van je plaksel met een of andere thermometer. Hiervoor kreeg je een of ander elektronisch speeltje, en kon je T bepalen door de spanning die het dingetje leverde te meten en door 10 te delen. De massa van je plaksel moet je weten, en natuurlijk had je eerst al de c van je plaksel bepaald, zodat je nu via Q= m·c·ΔT kunt berekenen hoeveel energie aan je plaksel is toegevoerd door de staafmixer.

Wordt het nu een beetje duidelijker?

Groet, Jan

Als er in de klas nog nooit over deze stof is gepraat vind ik dit persoonlijk een heftig proefje. Die stof hier uit gaan leggen komt neer op het herschrijven van een compleet hoofdstuk uit je natuurkundeboek. Dus kun je beter eerst eens daar gaan pluizen.

De boeken moesten afgelopen vrijdag ingeleverd worden, helaas. Maar enkele pagina's heb ik ingescand, omdat ik al zag aankomen dat ik het boek nodig zou hebben. Ik heb echter alleen de pagina's gedaan van het hoofdstuk over Arbeid en Energie. Het begrip soortelijke warmte komt me wel bekend voor, alleen moet het een hele tijd geleden zijn dat ik er ook maar iets mee heb gedaan. Dat was zeker niet dit jaar.
De enige formule voor de Q in mijn boek is: Q=Fwr·s

Maar ik vraag me toch af waarom ik daar niet P=U·I en Q=P·t kan gebruiken.
Of ik dacht dat ik misschien iets met de arbeid moest doen? Dan staat in het kopje van de proef. Arbeid omzetten in warmte.
Maar dat moest dus allemaal niet.

Je had eerst de soortelijke warmte van je plaksel moeten bepalen door met een elektrische verwarmingselementje je plaksel op te warmen. Je moest daarbij de massa, de toegevoerde energie (E= U·I·t van je elementje) en de temperatuursverandering gemeten hebben, om daaruit de soortelijke warmte te berekenen met Q= m·c·ΔT.

Dan vind ik vind het best raar dat het niet zo duidelijk wordt verteld in de opgave. Nu ik het nog eens lees, met uw uitleg erbij, snap ik het wel, maar in de lessen hebben we het niemand zien doen. Noch wees de docent ons erop.

Verder snap ik uw uitleg helemaal.

Oh sorry, ik snap het toch niet helemaal. Hoe gaat u van de Eelektrisch naar de soortelijke warmte?

Of hadden we hierboven Q gelijk gesteld aan Ein?

Sorry voor zoveel post achter elkaar!

ja nog een keer, maar ik zie dat we achterin het opgavenboekje nog wat extra info hebben gekregen:
Soortelijke warmte van water is 4,2 kJ/Kg/K. Een temperatuurstoename van 10K van 1 L water kost 42 kJ energie. Als dit in 420 s moet gebeuren is er een vermogen van 100 W nodig. Voor 100 mL water is dan 10 W nodig.

Ik denk dat ik dan toch  de formule Q=P*t moet gebruiken.

Wat denkt u? Ik moet duidelijk wat met de soortelijke warmte doen aangezien dat in de gegeven info staat.

Maar ik vraag me toch af waarom ik daar niet P=U·I en Q=P·t kan gebruiken.

Omdat je daarvoor geen gegevens hebt verzameld voorzover ik zie. Je kunt moeilijk U's en I's gaan invullen die je niet hebt.

De enige formule voor de Q in mijn boek is: Q=F_wr·s

Die gaat over warmte die vrijkomt als twee voorwerpen langs elkaar wrijven. Wrijf maar eens in je handen. Hoe grotere kracht je daarbij gebruikt (F_wr) en hoe langere afstand je daarbij aflegt (s) hoe warmer je handen worden.

Hoe gaat u van de E_elektrisch naar de soortelijke warmte?

als je een verwarmingselementje in een vloeistof hangt komt alle elektrische energie E vrij in de vorm van warmte. Die warmte Q (ook in joule) voer je aan je vloeistof toe. Weet je dan nog de temperatuurtoename en de massa vloeistof, dan kun je met Q = c · m· ΔT betrekkelijk eenvoudig de soortelijke warmtecapaciteit "c" van je vloeistof berekenen. Eerder maakte je daarbij trouwens een omzettingsfout zie ik nu, als geldt Q = c · m· ΔT dan is dat niet hetzelfde als c= Q· m· ΔT. Zo "verbouw" je de formule op wiskundig onjuiste wijze.


-Ik denk dat ik dan toch de formule Q=P*t moet gebruiken.
-Ik moet duidelijk wat met de soortelijke warmte doen.

precies, alleen, dat had je moeten bedenken vóór je aan de proef begon, nu heb je daarvoor eenvoudigweg geen gegevens verzameld om er iets mee te kúnnen doen.

Ja maar ik denk dat ik er zo uit kom:
Q1=m·c·ΔT
Q1=P·t=10*240=2400 J
c = Q1/(m·ΔT)

Deze c gebruik ik voor het tweede deel van mijn berekening:
Q2=m·c·ΔT
Ein= U·I·t

Als Q2=Ein dan heb ik bewezen dat Ein=Euit+Q , want de Ein is wordt hier geheel omgezet in Q

Ik snap er nu even niks meer van. Eerst zeg je van alles niet gemeten te hebben, nu komen er ineens cijfers opduiken?

Q1=m·c·ΔT
Q1=P·t=10*240=2400 J waar komen die 10 en die 240 vandaan??
c = Q1/(m·ΔT) welke m en welke ΔT ga je hier invullen

Deze c gebruik ik voor het tweede deel van mijn berekening:
Q2=m·c·ΔT welke m, welke ΔT ga je hier gebruiken?
Ein= U·I·t Welke U en welke I ga je hier gebruiken?

Als Q2=Ein dan heb ik bewezen dat Ein=Euit+Q , want de Ein is wordt hier geheel omgezet in Q wat bedoel je hier met Euit? 



Ik kan me niet aan de indruk onttrekken dat je hier allerlei gegevens gaat invullen op plaatsen waar ze niet thuishoren.

groet, Jan

dmnie, 7 jul 2009
ja nog een keer, maar ik zie dat we achterin het opgavenboekje nog wat extra info hebben gekregen:
Soortelijke warmte van water is 4,2 kJ/Kg/K. Een temperatuurstoename van 10K van 1 L water kost 42 kJ energie. Als dit in 420 s moet gebeuren is er een vermogen van 100 W nodig. Voor 100 mL water is dan 10 W nodig.

Ik denk dat ik dan toch  de formule Q=P*t moet gebruiken.

Wat denkt u? Ik moet duidelijk wat met de soortelijke warmte doen aangezien dat in de gegeven info staat.

Heeft u deze nog gelezen?
Vandaar de 10 en 240

Verder ga ik niks invullen op plekken als ik er geen gegevens van heb. Het punt is dat ik de docent hiermee kan laten zien dat ik het geheel, uiteindelijk, gesnapt heb.

Dit komt dus in de discussie.

Een betere oplossing zie ik niet. U wel?

Je gaat dus nergens wat invullen bij gebrek aan meetgegevens, maar dit gebruiken om te laten zien hoe je achteraf denkt dat het gemoeten had? OK.

Succes. Jan