water en melk mengen

melle goethals stelde deze vraag op 03 juli 2022 om 01:15.
Ik had een vraag over het mixen van water en melk en soortelijke warmte. er wordt in een glas met een massa van 150g 200ml warme thee gedaan. Het geheel (glas+thee) wordt 68.5⁰C. Vervolgens wordt er 10 ml koude melk toegevoegd, nadat je de melk hebt toegevoegd wordt het geheel 65.9⁰C. Het warmte verlies aan de lucht en eventuele grondvlak etc. wordt verwaarloosd. Nu moet je de begintemperatuur berekenen van de melk, maar mijn vraag was hoe je dit doet, omdat je met verschillende soortelijke warmte, volumes en de informatie over de massa van het glas zou dat niet overbodige informatie zijn om je op een verkeerd been te zetten? groetjes Melle

Reacties

Theo de Klerk op 03 juli 2022 om 01:41

Aangezien melk voor het merendeel uit water bestaat zit je qua warmte opname wel goed om voor melk dezelfde waarden als voor water te nemen. 
Het is natuurlijk geen water bij sterke verhitting. Zoals je uit ervaring weet gaat melk bij koken enorm uitzetten doordat de eiwit- en vetdeeltjes opgelost in water dan opzwellen en reuzenmoleculen vormen (zie https://www.delta.tudelft.nl/article/waarom-daarom-39).  Maar bij de temperaturen die je noemt van 60-70 graden celsius speelt dat nog niet (zo veel).
Je kunt het probleem dus oplossen door de vergelijking op te lossen: (1 ml = 10-6 m3)
warmte-afgifte thee + glas = warmte-opname melk

Gegevens die je daarbij misschien mist (zoals je terecht opmerkt) is de warmtecapaciteit van het glas.
Als dit echter een puur glazen kop is (van alleen "gewoon" glas gemaakt) dan kun je in Wikipedia opzoeken dat de soortelijke warmte van glas ca 840 J/kgK is.

Dan is de formule (nog om te zetten naar SI eenheden en volumes in massa's)  
afgestane warmte = opgenomen warmte
( 150 g x cw,glas + 200 ml x cw,water) (68,5 - 65,9)  = 10 ml x cw,water (65,9 - Tbegin,melk)
Hierin is alles bekend behalve Tbegin,melk en die kun je dus berekenen.


melle goethals op 03 juli 2022 om 02:00
Theo super bedankt voor je snelle en duidelijke reactie ik waardeer het enorm.
Ik had nog wel een vraag over de uiteindelijke vergelijking, want u gebruikt voor de 200 ml water de cw van water, maar u gebruikt ook voor de 10 ml melk de cw van water. U heeft al aangegeven dat water een groot bestanddeel is van melk, maar mijn binas(tabellenboek) zegt dat de cw van melk 3,9x10³ is en van water 4,18x10³ dit kan wel een verschil veroorzaken in de uitkomst, maar heeft u de cwvan water met een rede voor de 10 ml melk gepakt of omdat water een groot bestanddeel is van melk en dus redelijk gelijk zijn?
melle goethals op 03 juli 2022 om 02:03
Ik lees mijn reactie terug en zie dat mijn echte vraag eigenlijk onduidelijk verwoord is excuses. Mijn vraag is of ik de Cw van melk moet nemen in mijn berekening of van water voor de 10 ml melk. ik zou wel denken om het precies te doen de Cw van melk, maar ik vraag het voor de zekerheid even.
Jaap op 03 juli 2022 om 09:34
Dag Melle,
Je kunt doen alsof dit een proefwerk is. Dan gebruik je de waarden die in Binas staan. Zo laat je zien dat je de som goed snapt en gebruik je wat beschikbaar is.
Water: dichtheid 0,9982 g/cm³ en soortelijke warmte 4,18 J/(g·K) zie tabel 11
Melk: dichtheid 1,03 g/cm³ en soortelijke warmte 3,9 J/(g·K) zie tabel 11
Gewoon glas: soortelijke warmte 0,8 J/(g·K) zie tabel 10A
Je mag ook rekenen met kg/m³ en J/(kg·K), maar zoals boven is met eenvoudiger getallen.
Groet, Jaap
Theo de Klerk op 03 juli 2022 om 10:00
Hoi Melle,

Ik had geen BiNaS bij de hand en nam aan dat melk en water niet zoveel van elkaar zouden verschillen. Laat staan dat BiNaS er een waarde voor geeft. Maar het verschil is aanzienlijk genoeg. Dus indien bekend neem je de goede waarden - zoals je al suggereerde en Jaap ook stelt.
melle goethals op 03 juli 2022 om 10:56
Theo en Jaap ik wil jullie enorm bedanken voor jullie tijd die jullie hebben genomen voor de uitgebreide en duidelijke uitleg.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft elf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)