Hjelp i Prosesskjemi

[Tossi]

Oppgave

Regn ut hvor lang tid det tar å få 1 liter vann (1kg) fra fast form (is) ved -20 grader C til å fordampe helt ved hjelp av en kokeplate på 1000 W. Forklar hva som skjer i denne prosessen???

[fuglagutt]

Her trenger du å vite varmekapasiteten til is, for å finne ut hvor mye energi som trengs for å varme det opp til 0 grader. Deretter må du finne smeltevarmen til is (vann) http://no.wikipedia.org/wiki/Smeltevarme. Begge disse er tabellverdier som må slås opp. Det samme må gjøres for prosessen fra flytende vann til fordamping.

Ser du hva du gjør for å komme videre da?

[Tossi]

Nei, jeg skjønner ikke helt. Synes det er vanskelig.

[ettam]

Kanskje dette hjelper:

$Q_{mottatt}=c_{is}{m}_{is}\mathrm{\Delta }T+q_{smelte}{m}_{is}+c_{vann}{m}_{vann}\mathrm{\Delta }T+q_{fordampning}{m}_{vann}+Q_{taptilomg}$

$Q_{avgitt}=Pt$

Sett disse to lik hverandre og løs for $t$.

[fuglagutt]

Og du kan anta

$Q_{taptilomg}=0$

[Tossi]

Jeg har prøvd men får ikke til.

[ettam]

Kanskje dette hjelper:

$Q_{mottatt}=c_{is}{m}_{is}\mathrm{\Delta }T+q_{smelte}{m}_{is}+c_{vann}{m}_{vann}\mathrm{\Delta }T+q_{fordampning}{m}_{vann}+Q_{taptilomg}$

$Q_{avgitt}=Pt$

Sett disse to lik hverandre og løs for $t$.

Jeg har løst for $t$ nedenfor og satt $Q_{taptilomg}=0$

$t=\frac{c_{is}{m}_{is}\mathrm{\Delta }T+q_{smelte}{m}_{is}+c_{vann}{m}_{vann}\mathrm{\Delta }T+q_{fordampning}{m}_{vann}}{P}$

Finner du fram til svaret da?

[Tossi]

Hva er P?

[Tossi]

2,1 kj/kgK*1kj+335*1kj+4.19kj/kgK*1kg+2256*1kg=

2.1 + 335 + 4.19 + 2256 = 2597,29 kj

Er det riktig??

[ettam]

Du får finne alle konstantene selv , jeg har ingen tabell her. Eller du finner dem sikkert på Wikipedia eller noe...

Forklaring av alle størrelsene etterhvert som brukes i likninga:

$P$ er kokeplatas effekt. En vanlig bruk av den fysiske størrelsen for effekt.
$t$ er tiden

$c_{is}$ er spesifikk varmekapasitet for is.
$m_{is}$ er massen av isen
$\mathrm{\Delta }T$ er temperaturdifferansen for isen (= 20 K i denne oppgaven)

$q_{smelt}$ er spesifikk smeltevarme for is

$c_{vann}$ er spesifikk varmekapsitet for vann
$m_{vann}$ er massen av vannet
$\mathrm{\Delta }T$ er temperaturdifferansen for vannet (= 100 K i denne oppgaven)

$q_{fordampning}$ er spesifikk fordampningvarme for vannet

I denne oppgaven er $m_{is}=m_{vann}=1kg$

Får du det til nå?

[Tossi]

P = 1000 W
Cis = 2,1 KJ/KgK
Mis = 1 kg
T = skjønner ikke
Qsmelt = 335 KJ/KgK
Cvann = 4,19 KJ/KgK
Mvann = 1 kg
T = skjønner ikke
Qfordampning = 2256 KJ/Kg

Hvordan finner jeg T???

[Tossi]

2,1 KJ/KgK * 1 kg * (20 - 0) = 42KJ

335 KJ/Kg * 1 kj = 335 KJ

4,19 KJ/KgK * 1 kg * (100 - 0) = 419 KJ

2256 KJ/Kg * 1 kg + 0 = 2256 KJ

t = 3056 KJ / 1000 W = 3,056 KJ/W

Riktig??

Hvordan skal jeg gjøre 3,056 KJ/W om til tid??

[fuglagutt]

Om du sjekker enheter så kan du finne at:
$\text{Watt}=\frac{\text{Joule}}{\text{second}}$

Ser du hvordan du får t til å være i sekunder da?:)

[Tossi]

Skjønner ikke helt.

Skal jeg bruke en av de:

KJ
1
10opphøyd-3
3600
4,19

J/Ws
1000
1
3,6•10opphøyd8
4190

[Tossi]

Sek: 305600

Min: 50933,33

Er det riktig svar da??