Uitwerkingen extra opgaven hoofdstuk 3 Opgave 3.1

(1)

1

kg 400 , 0 C;

kg 880 J

C 4 , 3 C;

kg 4180 J L;

1,000kg m

1000kg L;

00 , 2

0

0 0

3

 



 



Al Al

water water

m c

T c

V



kJ 27,8 J 27792 C

C) 300 (kg 386 J kg 240 ,

0 ₀  ⁰  

 









m c T Q Q

kJ ,4 1 1 J 11370 C

4 , C) 3 (kg 180 J 4 kg 8 , 0

kg 0,8 L L 0,8 1kg

0

0   

 



















Q T c m Q

V m_water



Uitwerkingen extra opgaven hoofdstuk 3

Opgave 3.1

Met de warmte van de steen kun je het water 15 ⁰C opwarmen en met de warmte van het metaal kun dezelfde hoeveelheid water 5 ⁰C opwarmen. Je kunt dus zeggen dat de steen 3x zoveel warmte afstaat. Omdat de massa’s even groot zijn en de temperatuurdaling bijna even groot moet de soortelijke warmte van de steen groter zijn.

Opgave 3.2

20 ⁰C = 20 + 273 = 293 K 100 K = 100 – 273 = -173 ⁰C 0 ⁰C = 0 + 273 = 273 K 0 K = 0 -273 = -273 ⁰C Opgave 3.3

Gegeven:

C C T

kg c J

m _koper ₀ ; 300⁰

) 386 (

kg;

240 ,

0  

 

 Gevraagd:

Qkoper t.o.v. 0 ⁰C Oplossing:

Opgave 3.4

Een hoge soortelijke warmte betekent dat je veel warmte moet toevoeren om 1 kg 1⁰C op te warmen. Dat betekent dus ook dat er bij afkoelen veel warmte per 1 kg en per 1 ⁰C vrijkomt.

Opgave 3.5 Gegeven:

C 4 , 3 C;

kg 4180 J L;

1,000kg m

1000kg mL;

800 ₃ ₀   ⁰

 



 c T

V_water



_water _water

Gevraagd:

Qafgestaan door aluminium blok Oplossing:

Qafgestaan door aluminium blok = Qopgenomen door water

Gevraagd:

T van het hete aluminium blok Oplossing:

(2)

2

C 0 kg;

334kJ g;

20 C;

20 g;

200 _,  ⁰    ⁰

 _water_begin _ijs _s _ijs

water T m l T

m

C 11 C

9 , 10

C 9 , 6 10 , 919 10040 10040

6 , 919 6

, 83 6680 836

16720

6 , 83 4180

020 , 0

J kg 6680 10 J

334 kg 0,020

0 ,

0 3



























eind water eind

water ijs gesmolten smelten

afgerond T T

x x

Q Q

C 20

; 334 C;

kg 4180 J

; 200 ,

0 ₀    ⁰

 

 _water _s _water

water T

kJkg l

c kg m

Js 100 W 100 C;

20

; 334 C;

kg 4180 J

; 200 ,

0 ₀    ⁰  

 

 T P

kJkg l

c kg

m_water _water _s _water

C 8 , 63 4 , 40 4 , 23

C 4 , 40 C) (kg 880 J 4

, 0

J 28424 28424

880 4 , 0

J 28424 C

4 , C) 3 (kg 180 J 4 kg 00 , 2

kg 00 , 2 L 00 , L 2 000kg , 1

0

0 0 0







 















 





















Al

Al Al

Al water water

T

kg T

T Q

Q T c m Q

V

m



kJ 5 , 83 8 , 66 7 , 16

kJ 8 , kg 66 334 J 200

, 0

J 16720 C

C) 20 (kg 4180 J kg 200 ,

0 ₀ ⁰











 















Q

kg Q

T c m Q

Q Q

Q

ijs water

Qafgestaan door aluminium blok = Qopgenomen door water

Het aluminium koelt af tot 23,4 ⁰C en ΔT = 40,4 ⁰C , dus begintemperatuur was 63,8 ⁰C Opgave 3.7

Gegeven:

Gevraagd:

T van het gekoelde water Oplossing:

Qafgestaan door water = Qopgenomen door smelten van ijs + Qopgenomen door gesmolten ijs

Gevraagd:

Q

Oplossing:

(3)

3

Jkg 2260 m ;

1000kg ₃ 

 _v

water r



C 10 kg;

2260kJ C;

kg 4180 J min;

10kg ₀ ⁰

m   

 

 c_water l_v T_water



kJ kg 452

2260kJ kg 0,200

kg 0,200 L

0,200 L

1,000kg

















 rv

m Q

V m



s 668 Js

100 J 6800 6

s 167 Js

100 J 16720

kJ 8 , kg 66 334kJ 200

, 0

J 16720 C

C) 20 (kg 4180 J kg 200 ,

0 ₀ ⁰







 











ezen tijd bevri

afkoelen tijd

kg Q

T c m Q

bevriezen afkoelen

Gevraagd:

Tijd van afkoelen en tijd van bevriezen.

Oplossing:

Gevraagd:

Q

Oplossing:

Gevraagd:

Hoeveel stoom condenseert er per minuut.

Oplossing:

(4)

4

min 18kg , 0 kJkg 2260

kJmin 418 kJkg 2260

Jmin 418000 C

C) 10 (kg 4180 J min

10kg ₀ ⁰



 











condens v

water condens

m l

T c m Q

Q

m 20 0,5

m

10 



 aantal Opgave 3.12

De warmtestroom ondervindt het meeste weerstand in het gaslaagje onder de bodem omdat de moleculen daar verder uit elkaar zitten.

In het water treedt stroming of convectie op.

Opgave 3.13

Bij verdampen gaan de moleculen uit de vloeistof en gaan zich bewegen in de vrije ruimte.

Bij koken is het verdampen erg sterk en worden in de vloeistof dampbellen gevormd

waarbinnen de druk ietsjes groter is dan van de luchtdruk boven de vloeistof. De dampbellen stijgen vervolgens op door de opwaartse kracht.

Opgave 3.14

Per seconde passeren er 20 golflengtes en gaat de dobber dus 20x op en neer.

De frequentie = 20 trillingen per seconde (Hz).

Als de golflengte 0,25 m is, dan komen er 40 golflengtes voorbij per seconde en trilt de dobber met 40 Hz.

Opgave 3.15

De snelheid is 300.000.000 m/s dus 300.000.000.000 golflengtes per seconde.

Op de plaats waar de golven passeren verandert de elektrische kracht 3 x 10¹¹ maal van richting. Dit zorgt voor verwarming.

(5)

5

C T

cm K A

m

W ² ⁰

4 2

8 ; 300 ; 400

10 67 , 5

; 91 ,

0  

 





^



W 317 K

673 m 10 K 300

m 10 W 67 , 5 91 ,

0 ⁸ ₂ ₄ ⁴ ² ⁴ ⁴

4







 













P 

T A P

 

W 300 CW

066 , 0 ) 20

CW 0,066 m

C) 10 (m 1,5W

1 ) 1

0 0

0 2

2



 



 



 



C R

b T

A R k

a

w w

w



C 20

; m 10 C);

(m 5W ,

1 ₂₀  ²   ⁰

  A T_warm_koud

k

CW 10 W 2,5

10 12

C

30 3 ⁰

3

0   

 

 

 



w w w w

R T R

T

 

Gevraagd:

P door straling Oplossing:

Opgave 3.17

Een metaal bevat zeer veel vrije elektronen die de energie via onderlinge botsingen doorgeven.

Plastic heeft geen vrije elektronen , alleen atomen en moleculen die aan elkaar vastzitten.

De energie wordt door de trillende atomen doorgegeven en daarvan zijn er veel minder.

kW 12 C;

30 ⁰ _w 



T_warm__koud



Gevraagd:

Rw

Oplossing:

Gevraagd:

a) Rw

b) Øw

Oplossing:

(6)

6

W 2800 C;

19 C);

(m

6W ₂₀   ⁰ _w 

  T_warm__koud



k

2 2

3 3

30 0

m 5 , 24 6 m

147 147 10

78 , 6 6 1 10 78 , 6 6

1

6 1 1

CW 10 W 6,78

2800 C 19





 









 





 





A A A

A A R k

R T

w w

w



Gevraagd:

Oppervlakte A Oplossing: