Termofysikkens første lov

[Gjest]

Vi holder en stålskrue med masse 5,0 gram inne i en gassflamme lenge nok til at stålet har fått samme temperatur som flammen. Så slipper vi loddet raskt opp i en varmemåler med 0,130 kg vann. Temperaturen i vannet stiger fra 17,0 C til 21, 3 C. Varmemåleren har varmekapasitet 90 J/K.

a) Regn ut temperaturen i stålskruen rett før den kom ned i varmemåleren. (fasit: 1089 C)

b) Hvorfor er det grunn til å tro at temperaturen i gassflammen er høyere enn det du fant i a)?


NB! Det er grunn til å tro at man kan nytte følgende uttrykk:

cm(t2 - t1) =(C+cvmv)(t-t1)

[Gjest]

Hei! Sliter med samme oppgave, noen som kan hjelpe?

[ath]

Det blir kanskje litt vanskelig å forklare, men jeg skal prøve.

Innformasjon som vi allerede vet:

masse stål = 0.005 kg, m[sub]s[/sub]
spesifikk varmekapasitet stål = 510 J/kgK (finner det i fysikktabellen), c[sub]s[/sub]

varmekapasitet varmemåler = 90 J/K, C

masse vann = 0,130 kg, m[sub]v[/sub]
spesifikk varmekapasitet vann = 4180 J/kgK, c[sub]v[/sub]
temp. i vannet = 17 C => 290 K, t[sub]v[/sub]

blandingstemp. (varmemåler, vann, stål) = 21,3 C => 294,3 K, t[sub]b[/sub]

Så skriver vi opp hvilke av gjenstandene som avgir/mottar varme.

Stålen avgir varme:
Q[sub]a[/sub] = c[sub]s[/sub]m[sub]s[/sub](t[sub]s [/sub]- t[sub]b[/sub])

Varmemåleren mottar varme:
Q[sub]m [/sub]= C(t[sub]b[/sub] - t[sub]v[/sub])

Vannet mottar varme:
Q[sub]m[/sub] = c[sub]v[/sub]m[sub]v[/sub](t[sub]b[/sub] - t[sub]v[/sub])

Så sier vi at avgitt varme = motatt varme:

Q[sub]a[/sub] = Q[sub]m[/sub]

c[sub]s[/sub]m[sub]s[/sub](t[sub]s[/sub] - t[sub]b[/sub]) = (C + c[sub]v[/sub]m[sub]v[/sub])(t[sub]b[/sub] - t[sub]v[/sub])

t[sub]s [/sub]= (C + c[sub]v[/sub]m[sub]v[/sub])(t[sub]b[/sub] - t[sub]v[/sub]) / (c[sub]s[/sub]m[sub]s[/sub]) + t[sub]b[/sub]

t[sub]s[/sub] = (90 + (4180*0,130))(294,3 - 290) / (510*0,005) + 294,3

t[sub]s [/sub]= 1362 K = 1089 C

[Gjest]

Å tusen hjertelig takk!
Feilen jeg gjorde var å bruke feil spesifikk varmekapasitet til stål.