massa van het ijs

Joep stelde deze vraag op 31 oktober 2022 om 18:48.

ik moet deze vraag oplossen maar ik zit vast. wat ik niet begrijpt is hoe dat er opeens 30g meer ijs bijkomt en het eind temperatuur is niet gegeven. kan iemand mij hierbij helpen.

In een calorimeter met een warmtecapaciteit van 30,0 J/K die 250 g water van 5,0 C
bevat, brengt men 720 g ijs. "Bij thermisch evenwicht blijkt er 30,0 g ijs méér te zijn.
Bereken hieruit de begintemperatuur van het ijs." 

Reacties

Jaap op 31 oktober 2022 om 19:01
Dag Joep,
Je zou haast denken dat er 30 gram water afkoelt en vervolgens bevriest.
De eindtemperatuur is niet als getal gegeven, maar kan worden opgemaakt uit de tekst.
Groet, Jaap
Joep op 31 oktober 2022 om 20:06
ik heb het geprobeerd maar ik kom een veerkeerde getal uit. kun je misschien zien wat ik verkeerd heb gedaan. (zie bijlage)

mvg
joep
Jaap op 31 oktober 2022 om 20:20
Dag Joep,
'Je zou haast denken dat er 30 gram water afkoelt en vervolgens bevriest.'
Bij het bevriezen geeft de 30 gram water stollingswarmte af.
Groet, Jaap
Theo de Klerk op 31 oktober 2022 om 20:32
Is het ijs 0ºC of is het kouder (het kan zelfs -100ºC al is dat niet waarschijnlijk - uit een vrieskist kan het wel -10ºC zijn).  Dat betekent namelijk dat warmte van water wordt opgenomen om tot minder lage, maar nog steeds bevroren toestand, temperatuur te komen.
Joep op 31 oktober 2022 om 20:46
Moet ik dan die stollingswarmte apart berekenen?
Jan van de Velde op 31 oktober 2022 om 20:54
dag Joep,

Moet ik dan die stollingswarmte apart berekenen?

 ja.

opwarmen van die 720 gram ijs van een onbekende temperatuur naar 0oC kost evenveel warmte als het afkoelen van die calorimeter en die 250 g water van 5 naar 0oC plus het stollen van 30 g water bij 0oC warmte oplevert.

Groet, Jan
Jaap op 31 oktober 2022 om 20:59
Dag Joep,
Ja, en optellen bij de overige warmte die vrijkomt.
De 720 gram begin-ijs gaat van de gevraagde begintemperatuur (lager dan 0 ºC) naar de eindtemperatuur van 0 ºC. Hierbij neemt het begin-ijs warmte op die vrijkomt:
a. doordat de calorimeter in temperatuur daalt van 5 ºC tot 0 ºC
b. doordat de 250 gram begin-water in temperatuur daalt van 5 ºC tot 0 ºC
c. doordat 30 gram van het begin-water stolt bij een constante temperatuur van 0 ºC
Je hebt a en b al berekend. Voeg daar de stollingswarmte van c aan toe.
De 'stollingwarmte' van water is even groot als de (omgekeerde) 'smeltwarmte' van ijs.
De stollingswarmte is de hoeveelheid warmte (in J) die vrijkomt per kg water als dit overgaat van de vloeibare fase bij 0 ºC naar de vaste fase bij 0 ºC.
Groet, Jaap
Jan van de Velde op 31 oktober 2022 om 21:14

Joep

ik heb het geprobeerd maar ik kom een veerkeerde getal uit. kun je misschien zien wat ik verkeerd heb gedaan. (zie bijlage)

mvg
joep

 gaan we eens consequenter rekenend proberen: 
1) ΔT is altijd (Te - Tb) (en kan dus negatief worden, maar daarbij hoef je niet na te denken) 
2) de (optel)som van alle warmtestromen is 0 (dus ook niet nadenken wat aan welke kant van een = teken) 

     Qcal    + Q afkoelend water    + Q stollend water   +     Q opwarmend ijs       = 0
30 x (0-5) + 0,250 x 4190 x (0-5) +  0,030 x 334 000  + 0,720 x 2100 x (0 - Tijs) = 0 

veel minder risico op (denk)fouten bij het opstellen van de vergelijking.


Joep op 31 oktober 2022 om 21:24
Dankjewel voor de tips, ik zal er gebruik van maken.

Grts joep

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft vijftien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)