2151 uppgifter värme

Lättare uppgifter på värme. Kanske behövs lite hjälp med problemlösning för att de ska bli lättare.

1. värmeöverföring

Hur överförs värmen? Motivera med hjälp av ledning, strömning och strålning.

A.

Från solen till sanden på stranden.

B.

Från den varma sanden till Ada som sitter i sanden.

C.

Från solen till Ada som duschar varmt. Solen värmer en tank med vatten på taket. Det går rör till duschen.

D. Extra

Hitta på fler liknande uppgifter. Lös dina uppgifter.

2. Smälta aluminiumburk

Vad kostar det att smälta en aluminiumburk?

Aluminiumburken vägen 20 gram. Elen kostar 1,30 kr/kWh.

3. Tillverka salt

Ada har en kastrull med 4 liter saltvatten. I varje liter är det 7 gram salt. Ada är på Gotland.

Hur mycket energi går det åt får att koka bort allt vatten och bara få salt kvar?

Det går att ta tillvara på vattnet som kokar bort. Då får Ada även vatten som inte innehåller salt.

4. Värma vatten

Ada värmer vatten med hjälp av en doppvärmare. Ada mäter vattnets temperatur med en termometer och tar tid. Resultaten för hon in i en graf, se nedan.

Ada har 3 dl vatten i en termos. På doppvärmaren står det bland annat 400 W.

A. Vilket värde på den specifika värmekapaciteten för vatten ger försöket?

B. Hur mycket vatten hinner koka bort?

Lösningar

1. värmeöverföring

A.

Från sol till sand med hjälp av solens strålar, det vill säga strålning.

B.

Från den varma sanden leds värmen till Ada som sitter på sanden.

C.

  1. Solen till yttersidan på tanken: strålning
  2. Från utsidan av tanken till insidan av tanken: ledning
  3. Från insidan av tanken till vattnet: ledning
  4. Vattnet i tanken flyter i rören till duschen: strömning
  5. Från det varma vattnet på Adas hud till Ada: ledning

2. Smälta aluminiumburk

Energin som krävs för att värma burken till smältpunkten:

c = 900 J/(kgK)

m = 20 g = 0,020 kg

smältpunkt 660 C

Antag att burken är 20 C vid start.

ΔT = 660 - 20 = 640 [C]

E = c * m * ΔT = 900 * 0,020 * 640 = 11 520 [J]

Energin som krävs för att smälta burken:

cs = 397 000 J/kg

E = cs * m = 397 000 * 0,020 = 7940 [J]

Totalt blir det energin:

E = 11 520 + 7 940 = 19 460 [J]

Kostnaden:

19 460 [J] = 19 460 [Ws] /3600 [s/h] = 5,40555... [Wh]= 0,0054 [kWh]

0,0054 [kWh] * 1,3 [kr/kWh] = 0,00702 kr

SVAR 0,7 öre kostar det att smälta en aluminiumburk

3. Tillverka salt

4 liter vatten väger cirka 4 kg

Värm vattnet till kokpunkten:

c = 4180 J/(kgK)

m = 4 kg

ΔT = 100 - 20 = 80 C (värm från 20 grader till 100 grader)

E = c * m * ΔT = 4180 * 4 * 80 = 1 337 600 [J]

Koka bort vattnet:

cå = 2260 000 J/kg

E = cs * m = 2260 000 * 4 = 9 040 000 [J]

Total mängd energi blir:

E = 1 337 600 + 9 040 000 = 10 377 600 [J]

SVAR: 10 MJ för att koka bort vattnet, sedan är det bara saltet kvar

4. Värma vatten

A. specifik värmekapacitet

E = c * m * ΔT =>

c = E / (m * ΔT)

E = P * t

m = 0,3 kg (3dl vatten)

P = 400 [W]

ΔT = 100 - 10 = 90 C

t = 320 - 60 = 260 [s]

insättning i

c = P * t / (m * ΔT) ger

c = 400 * 260 / (0,3 * 90) = 3852,85... [J/(kgK)]

SVAR: c = 3 900 J/(kgK)

B. Hur mycket vatten kokar bort.

Det går åt energi för att förånga vattnet.

E = cå * m

E = P * t

Sätt ihop formlerna.

P * t = cå * m

Lös ut m ...

m = P * t / cå

P = 400 [W]

t = 500 - 320 = 180 [s]

cå = 2 260 000 [J/(kgK) ]

Insättning i m = P * t / cå medför:

m = 400 * 180 / 2 260 000 = 0,031858... [kg]

SVAR: 32 g