water uit een geiser

Maud stelde deze vraag op 10 december 2022 om 19:02.
Dag jaap, ik heb nog een som die ik erg moeilijk vind. 
-een gasgeiser kan per minuut 24 L warm water met temperatuur van 55°C leveren. Het toevoerwater heeft een temperatuur van 15°C

A. Bereken hoeveel warmte het verwarmen van 1.0 L water met 15°C naar 55°C kost
B. Bereken het vermogen van de geiser 
C.  (Een manier om heter water uit de geiser te krijgen is door de kraan minder ver open te draaien) Bereken de watertemperatuur als de kraan zover wordt dichtgedraaid dat er nog maar 12 L water per minuut de kraan uit komt. (Het vermogen van de gasgeiser blijft hetzelfde) 

Zou u mij opweg kunnen helpen? Groet Maud 

Reacties

Jan van de Velde op 10 december 2022 om 19:15

dag Maud,

A) mag na je berekening van eerder vanmiddag geen problemen meer leveren. 
Dus doe die eerst maar eens even. 

Daarna heb je een energie, en moet je een vermogen weten.
Ken je ergens vandaan een formule met energie en vermogen? 

Groet, Jan

 

Jaap op 10 december 2022 om 19:21
Dag Maud,
Tien tegen 1 dat je dit wel kunt…
A. De massa m van 1 L water is ongeveer 1 kg.
Wil je de formule Q=m·c·ΔT uit de vorige som eens invullen?
B. Het nuttige vermogen dat de geiser levert, is P= Q / tijd
met Q is de warmte (J) die de geiser aan het water toevoert en de tijd in seconde.
Van A weet je de benodigde warmte voor 1 liter water. Hoeveel is dat voor 24 liter?
Welke tijd wordt in de som genoemd?
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 20:17
Doe je bij A) Q= m × cw × delta t 
Dus 1 × 4180 × 40 = 167200J? 
Jaap op 10 december 2022 om 20:19
Dag Maud,
A. Je berekening en je uitkomst zijn goed.
Op naar B…
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 20:28
Fijn! B) is Q= m × cw × delta t
Dus 24 × 4180 × 40 = 4012800 J

P= Q:T 
Dus 4012800: (60 × 60) = 1114,67 Watt
Jaap op 10 december 2022 om 20:32
Dag Maud,
Duurt een minuut bij jou 60×60=3600 seconde?
Schrijf liever P= Q : t want de T is al bezet voor temperatuur.
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 20:35
Oké, P= Q : t
Dus 4012800:60 = 66880 W
Klopt dit?
Jaap op 10 december 2022 om 20:37
B heb je nu ook goed…
Maud op 10 december 2022 om 20:44
Top! Doe je bij C) Q= P×t
Dus 66880 × 60= 4012800
T= Q: m× cw
Dus 24× 4180 = 100320
Dus T= 4012800:100320= 40°C?
Jaap op 10 december 2022 om 20:52
C. Als de temperatuurstijging weer 40 ºC is, zijn we er niks mee opgeschoten :-(
En 66880 × 60= 4012800 hoef je bij C niet te berekenen. Dat wist je al van B.
De 4012800 J is goed bij B en ook bij C, want het vermogen is hetzelfde als eerst.
Dan schrijf je 24× 4180 = 100320. Maar bij C is dat niet goed…

C. Andere manier, minder rekenwerk…
Aan 12 L wordt in 1 minuut wel / niet even veel warmte Q toegevoerd als aan 24 L.
De massa m van het verwarmde water was eerst maal zo groot als bij 12 L.
Daarom is de temperatuurstijging ΔT bij 12 L maal zo groot / klein als bij 24 L.
De temperatuurstijging bij 12 L per minuut is dus ºC.
Uit de geiser komt dan water met een temperatuur van ºC.
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 20:57
Het vermogen blijft gelijk maar het vermogen is toch de Watt? Dus dan blijft die 66880 toch hetzelfde? Of gaat dat samen met 4012800, dat die ook gelijk blijft?
Maud op 10 december 2022 om 21:00
Aan 12 liter per minuut wordt WEL evenveel warmte toegevoerd als aan 24 L, de massa was eerste 2 maal zo groot. Daarom is de temperatuur stijging bij 12L 2 maal zo klein. De temperatuur stijging is dan denk ik 20 omdat je dan die 40:2 doet.. 
Jaap op 10 december 2022 om 21:03
Het vermogen blijft P=66880 watt, klopt.
De tijd blijft 60 seconde.
De toegevoerde warmte blijft Q=P·t=66880×60=4012800 J, klopt.
Deze warmte wordt toegevoerd aan een andere hoeveelheid water.
Daardoor is de temperatuurstijging ook anders, niet meer 40 ºC.
Maud op 10 december 2022 om 21:06
Ik zou het echt niet weten, ik weet niet welke formule ik moet gebruiken. Moet ik T= Q: m× cw of iets met P=Q:t
Jaap op 10 december 2022 om 21:09
Bij vraag C wordt even veel warmte toegevoerd aan minder water.
Je schrijft: 'Daarom is de temperatuur stijging bij 12L 2 maal zo klein'.
Is dat logisch?
Als je even veel warmte toevoert aan minder water, wordt de warmte als het ware 'meer geconcentreerd'. Dus grotere of kleinere temperatuurstijging dan bij B?

In Q=m·c·ΔT blijven Q en de soortelijke warmte hetzelfde.
Als m bij vraag C de helft is van de eerste keer, is ΔT niet 40 ºC maar…?
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 21:12
Dan is delta t toch 20? 
Jan van de Velde op 10 december 2022 om 21:14

Maud

Aan 12 liter per minuut wordt WEL evenveel warmte toegevoerd als aan 24 L, de massa was eerste 2 maal zo groot. Daarom is de temperatuur stijging bij 12L 2 maal zo klein

 Je ziet goed in wat er gebeurt, maar gooit in je beredenering weer wat ondersteboven.

Met evenveel warmte kan ik die temperatuurstijging van 12 kg toch twee keer zo groot maken als bij die 24 kg?

Groet, Jan 

Maud op 10 december 2022 om 21:16
Dag Jan, wordt het dan 60? Begrijp ik het dan goed?! 
Maud op 10 december 2022 om 21:21
Is het dan 80? Aangezien je het getal 40 verdubbelelt? Dat lijkt mij dan de laatste optie 
Jaap op 10 december 2022 om 21:22
Een voorbeeld met andere getallen helpt misschien.
Stel, bij 24 L in een minuut heb je 960=m·ΔT → 960=24·40
Hoeveel is ΔT dan met 12 L in een minuut → 960=12·ΔT → ΔT=…?
Groet, Jaap
Jaap op 10 december 2022 om 21:23
Ja, bij vraag C is de temperatuurstijging is bij 80 ºC.
Wat is de temperatuur van het water dat uit de geiser komt?
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 21:27
Is het dan 80 + 40 is 120°C?
Jaap op 10 december 2022 om 21:30
Lees de opgave nog eens: wat is de temperatuur van het water dat de geiser in gaat?
De temperatuurstijging is 80 °C.
De temperatuur van het water dat uit de geiser komt, is …?
Maud op 10 december 2022 om 21:34
Is de temperatuur die de geiser ingaat 15°C?
Jaap op 10 december 2022 om 21:35
Ja, in de opgave staat: 'Het toevoerwater heeft een temperatuur van 15°C.'
Maud op 10 december 2022 om 21:37
Oke, dan 15+80 is 95°C
Jaap op 10 december 2022 om 21:39
Ja, dat is goed bij vraag C.
Groet, Jaap
Maud op 10 december 2022 om 21:40
Super erg bedankt! 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)