Warmtecapaciteit Ei
Frank stelde deze vraag op 31 maart 2012 om 09:32.Beste allemaal,
Laatst heb ik met natuurkunde een practicum gedaan, waarbij je meetgegevens kreeg, die je later kon gebruiken om de warmtecapaciteit van het gekookte ei te berekenen. Later moest je ook de soortelijke berekenen.
Mijn leraar is helaas niet echt duidelijk met het uitleggen van dingen, en dus heb ik de warmtecapaciteit & soortelijke maar domweg uitgerekend op de manier die mij goed leek.
Zouden jullie misschien zo aardig willen, om mijn berekeningen te controleren?
Gegevens
- -Water in de joulemeter: 200 gram
- -Temperatuur begin: 17,1 ºC
- -Temperatuur eind: 24,2 ºC
- -Gewicht ei: 65 gram
- -Warmtecapaciteit Joulemeter: 80J/ºC
Opdracht: Bereken met behulp van de gegevens die je hebt gekregen en gemeten, de warmtecapaciteit van het ei. Houd hierbij rekening met de warmtecapaciteit van de Joulemeter.
-Ervan uitgaande dat je in de ideale situatie zit dat het gekookte ei evenveel warmte afstaat als dat het water heeft opgenomen, betekent dus dat de temperatuur van het gekookte ei
24,2ºC + (24,2ºC - 17,1ºC) = 31,3 ºC was.
De warmtecapaciteit van de joulemeter is Cmeter = 80 J/ºC.
De joulemeter is 24,2ºC - 17,1ºC = 7,1 ºC gestegen.
Dat betekent dus dat er 80J x 7,1ºC = 568 Joule was.
Je kunt dus de warmtecapaciteit van het ei berekenen, door die 568 Joule te delen door de temperatuur van het gekookte ei, 31,3 ºC.
Dan krijg je dus Cei = 18,1 J/ºC.
De warmtecapaciteit van het ei is dus Cei = 18,1 J/ºC
Opdracht: Reken nu de soortelijke warmte van het ei uit. Ga ervan uit, dat het ei een geheel is als stof zijnde.
-Ervan uitgaande dat je in de ideale situatie zit dat het gekookte ei evenveel warmte afstaat als dat het water heeft opgenomen, betekent dus dat Qei = Qwater
Qwater = 4,2 x 200 x 7,1 = 5964 J -> 5,9 kJ
Qei = Qwater = 5,9 kJ
Met de gegevens die je hebt kun je nu de vergelijking Qei = c x m x ΔT invullen en oplossen.
5,9 x 10^3 = c x 65 x 7,1
5,9 x 10^3 = 461,5c
c = 5,9 x 10^3 : 461,5 = 12,78.... -> 13
De soortelijke warmte van het ei is dus cei = 13 J/g x ºC
Bij voorbaat dank,
Frank
Reacties
Je zit zeker op de goede weg, maar de uitwisseling van warmte van het blijkbaar hete ei in het koude water klopt nog niet helemaal. Je kunt niet zomaar temperatuurwaarden optellen om de begintemperatuur van het ei te weten.
Aanvankelijk was de caloriemeter met 200 g water 17,1 graden celsius.
Aan het eind zijn die 24,2 graden geworden doordat het ei warmte afstond. De temperatuurstoename is 24,2 - 17,1 = 7,1 graden celsius.
Om dit te bereiken is
- 200 gram water 7,1 graden warmer geworden omdat het 0,200 kg x (soortelijke warmte water in J/(kg.graadC)) x 7,1 graden aan energie heeft opgenomen.
- De caloriemeter is ook 7,1 graden warmer geworden doordat het 7,1 x (warmtecapaciteit in J/graadC) aan energie heeft opgenomen.
Die hoeveelheid energie is afgestaan door het hetere ei dat is afgekoeld tot 24,2 graden.
De warmtecapaciteit van het ei is de hoeveelheid energie die het afstaat door een graad af te koelen. Eigenlijk hetzelfde idee als bij de caloriemeter capaciteit. We weten nu wel hoeveel energie het ei heeft afgestaan en kunnen stellen dat elke gram van het ei daarin een evengroot aandeel had, maar meer dan dat weten we niet. Om de capaciteit te berekenen moeten we de begintemperatuur van het ei weten. Dan pas kun je zeggen
warmtecapaciteit ei = energieafgifte / temperatuursdaling
en de noemer die kennen we niet (of meld je in elk geval niet in je tekst)
Beste Theo,
Bedankt voor je snelle antwoord!
De 'begin' temperatuur is helaas niet gegeven.
Wat ik wel weet, is dat het ei gekookt is.
Maar, is het ei dan ook automatisch 100 graden Celsius?
Lijkt me toch van niet, want toen ik het ei uit het water haalde, brandde ik mijn vingers er niet aan.
Mvg,
Frank
Als een ei in kokend water ligt dan blijft het water 100 graden (terwijl het verdampt) en zal in een evenwichtssituatie het hele ei ook 100 graden worden. Maar hier heb je te maken met de warmtegeleiding: hoe goed geven de stoffen van een ei de warmte door van de rand naar het midden. Reden waarom soms het buiten-geel al gestold is terwijl het binnenste dit nog niet is. (Daarom is een ei 5 minuten gekookt nog deels vloeibaar en na 7 minuten helemaal hard).
Mijn ervaring is dat een gekookt ei direct afgegoten loeiheet is en ik dit niet kan vastpakken. Meteen koelen in koud water in de pan helpt. Maar als je dan het "koele" ei uit het water neemt merk je al snel hoeveel warmte ineens toch weer uit dat ei komt. Het heeft dus best wel een grote warmtecapaciteit (en/of een lage warmtegeleidingscoëfficiënt).
Bij gebrek aan begin-gegevens mag je met een natte vinger aannemen dat het hele ei 100 graden was en dus afkoelde van 100 naar 24,2 (=75,8 graden) en dat de energie die het afgaf bij deze koeling een maat voor de capaciteit is: energie/75,8 graden.
Een reelere waarde ligt waarschijnlijk iets lager omdat niet het hele ei 100 graden zal zijn geweest. Tenzij je het 10 minuten of zo hebt laten doorkoken...
Bedankt!
Dan kan ik het nu oplossen :)
Wat was uw oplossing nu? ik heb een gelijkaardige vraag maar ik kom er ook niet aan uit?
Met vriendelijke groeten
Josephine
Dag Josephine,
Ik acht de kans dat nu twee jaar later Frank je verzoek nog ziet heel klein.
Als je hulp nodig hebt zul je moeten komen met een beschrijving van de uitvoering van je proef en met je meetgegevens.
Groet, Jan
