overgebleven water

Rajeev stelde deze vraag op 18 oktober 2017 om 18:08.
Beste natuurkunde-vrienden

Bij de volgende vraag kom ik niet uit. Ik snap niet precies wat er wordt bedoeld:

Een hoeveelheid water met een massa van 1,5 kg met een temperatuur van 15 graden wordt verwarmd tot het kookpunt. Het verwarmen gaat door totdat er 300 g verdampt is. Vervolgens stopt het verwarmen en verdampt er nog eens 200 g. Ga ervan uit dat alle warmte die je hiervoor nodig is uit het water komt en er verder geen uitwisseling met de omgeving is.

Wat is de eindtemperatuur van het overgebleven warmte?

Bedoelen ze dat er nog 200g na het verwarmen verdampt of tijdens het verwarmen?

Kan iemand mij helpen hiermee?

Alvast bedankt

Reacties

Theo de Klerk op 18 oktober 2017 om 18:16
>Wat is de eindtemperatuur van het overgebleven warmte?

Dit is een onzinnige vraag. Zoiets als "wat is de kleur nadat de auto 10 km/h heeft gereden".

Ik kan me voorstellen dat men vraagt wat de eindtemperatuur van het overgebleven warme water is. Dat water bevat nog een hoeveelheid energie (gelijk aan wat het had, wat er aan is toegevoegd, wat eraan is ontrokken door verdamping e.d.)

Je kunt berekenen hoeveel warmte nodig is om water van 15 naar 100 graden te verwarmen. Eenmaal op 100 graden (kookpunt) blijft het die temperatuur houden als energie/warmte wordt toegevoegd tot alle water is verdampt. Blijkbaar verdampt/kookt maar 300 gram (20%) dus die 300 gram heeft de kookwarmte opgenomen.
En daarna neemt nog eens 200 g kookwarmte op, die dan ten koste gaat van het warme (100 graden) water, dat daardoor lichtelijk afkoelt onder 100.
Rajeev op 18 oktober 2017 om 18:36
Oh, ik maakte een typfout. Het gaat inderdaad over de eindtemperatuur van het overgebleven warme water.

Als ik het goed begrijp gaat het proces in drie delen:

1. Q(verwarmen) van 15 graden tot 100 graden --> Q=m*c*delta T
2. Q (koken) van 100 graden tot 100 graden --> Q= m*c
3. Q (Afkoelen) van 100 graden tot eindtemperatuur --> Q=m*c* delta T
Maar wat ik nog steeds niet begrijp is wat er met die 200 g moet gebeuren?

Hoort dat bij koken of bij afkoelen?
Jan van de Velde op 18 oktober 2017 om 19:26

Rajeev plaatste:

Maar wat ik nog steeds niet begrijp is wat er met die 200 g moet gebeuren?

die 200 g moet verdampen, en haalt de daarvoor benodigde verdampingswarmte uit het water van 100 °C dat overblijft nadat er al 300 g stoom is gemaakt en je dus gestopt bent met warmte toevoeren. Dat restant water koelt daardoor af.

groet, Jan
Theo de Klerk op 18 oktober 2017 om 19:27
Kookwarmte (of het omgekeerde, condensatiewarmte) is de hoeveelheid energie die nodig is (of vrijkomt) als een stof van fase vloeistof in damp (of omgekeerd) verandert.

Stappen 1,2,3 vinden plaats, alleen in de genoemde "c" wel telkens een andere.

Bij stap 3: 200 g neemt kookwarmte ck op. Deze energie wordt uit het hete water gehaald dat volgens Q = mcΔT daalt (de m is uiteindelijk 1 kg water)
Rajeev op 19 oktober 2017 om 12:46
Ik snap het nog steeds niet.
Ik heb even op papier gezet wat ik denk.
Theo de Klerk op 19 oktober 2017 om 12:57
stap 1: opwarmen: Q = m . cwater . (100 - 15)   met m=1,5 kg
stap 2: koken: m = 0,3 kg verdampt, dwz nieuwe m = 1,5-0,3=1,2 kg
  (hoeveel aan warmte wordt toegevoerd is onbelangrijk: het resultaat is met deze toegevoerde warmte  0,3 kg  verdampt)
stap 3: nog 0,2 kg "verdampt". Maar nu gaat dat ten koste van de warmte die de overgebleven 1,2 kg had. Hiervan wordt afgenomen: Q = m.ckook  met m=0,2 kg
stap 4: Deze zelfde hoeveelheid warmte is geleverd door de achterblijvende en daardoor afkoelende vloeistof. Uiteindelijk is dit 1,0 kg : Q = m.cwater (100-Teind) met m=1,0 kg
Rajeev op 19 oktober 2017 om 13:49

Theo de Klerk plaatste:

stap 1: opwarmen: Q = m . cwater . (100 - 15)   met m=1,5 kg
stap 2: koken: m = 0,3 kg verdampt, dwz nieuwe m = 1,5-0,3=1,2 kg
  (hoeveel aan warmte wordt toegevoerd is onbelangrijk: het resultaat is met deze toegevoerde warmte  0,3 kg  verdampt)
stap 3: nog 0,2 kg "verdampt". Maar nu gaat dat ten koste van de warmte die de overgebleven 1,2 kg had. Hiervan wordt afgenomen: Q = m.ckook  met m=0,2 kg
stap 4: Deze zelfde hoeveelheid warmte is geleverd door de achterblijvende en daardoor afkoelende vloeistof. Uiteindelijk is dit 1,0 kg : Q = m.cwater (100-Teind) met m=1,0 kg
Maar je weet niet hoeveel energie de overgebleven 1,2 kg had?
En als ik op uw manier doe, dan kom ik boven de 100 graden uit terwijl het juist afneemt. (Het antwoord is 10 graden).

uit uw uitleg:

Qstap1 + Q stap2 + Qstap3 + Qstap4= 0
532950 - (0,3 * 2260 *1000) + 1,2*4180(Te-100) + 1,0*4180(100-Te)=0
Jan van de Velde op 19 oktober 2017 om 17:11

Rajeev plaatste

Maar je weet niet hoeveel energie de overgebleven 1,2 kg had?

Dat doet er  niet toe. Waar het om gaat is niet hoeveel die energie-inhoud IS, maar om hoeveel die MINDER WORDT. 

je weet dat je met 1,2 kg vloeibaar water van 100°C begint, en 1 kg vloeibaar water overhoudt. De 200 g moeten verdampen. Je kunt berekenen hoeveel energie dat kost.
Die energie verdwijnt uit het overblijvende water.

De vraag luidt dus in iets andere woorden:
Hoeveel °C moet 1,1 kg water afkoelen om 200 g water te kunnen laten verdampen?

De uitkomst is verrassend, dus ik vraag me af of de vragensteller hier wel goed over nagedacht heeft.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft zesentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)