In een bekerglas (massa van het glas = 50 g) bevindt zich 50 g petroleum. Bereken:
- De warmtecapaciteit van bekerglas met inhoud.
- De hoeveelheid warmte die nodig is voor een temperatuurstijging van 35 K.
- Petroleum heeft een soortelijke warmte van 0,21 J g-1 K-1. Glas heeft een soortelijke warmte van 0,84 J g-1 K-1. De warmtecapaciteit van petroleum is 50 x 0,21 = 10,5 J. 50 x 0,84 = 42 J. 42 + 10,5 = 52,5 J K-1. - 52,5 x 35 = 1837,5 J.
Voorwerp A heeft een warmtecapaciteit van 1.000 J K-1, voorwerp B van 2.000 J K-1. Aan beide voorwerpen wordt evenveel warmte toegevoerd. . Bereken de verhoudingen van de temperatuurstijgingen van A en B.
2.000 : 1.000 = 2:1. A en B verhouden zich als 1:2 ten opzichte van temperatuurstijgingen.
De warmtecapaciteit van een ketel met toebehoren, gevuld met water, bedraagt 1.800 J K-1; zonder water 300 J K-1. Hoe groot is de warmtecapaciteit van het water?
1.800 – 300 = 1.500 J K-1 aan warmtecapaciteit van water.
17. Wat versta je onder warmtecapaciteit?
De warmtecapaciteit van een voorwerp is het aantal joule dat nodig is om het voorwerp 1 K in temperatuur te doen stijgen.
18. Met welk symbool wordt de grootheid warmtecapaciteit aangegeven? Met het symbool C.
19. In welke eenheid wordt warmtecapaciteit uitgedrukt? J K-1 of J oC-1
20. Hoe kan de hoeveelheid warmte nodig voor de temperatuurstijging van een voorwerp waarvan de warmtecapaciteit bekend is, worden berekend? Door Q = C x ΔT.
Als een voorwerp dat gemaakt is van verschillende stoffen, kunnen we bij berekeningen geen gebruik maken van een soortelijke warmte van de stoffen, tenzij we precies de afzonderlijke massa’s van die stoffen kennen. Het is gemakkelijker te weten hoeveel joule er nodig is om het gehele voorwerp te 1
K verwarmen. Dit wordt de warmtecapaciteit genoemd, en wordt aangegeven als C. De eenheid van warmtecapaciteit is J K-1 of J oC -1.
De warmtecapaciteit C van m (kg) van een stof met soortelijke warmte c is te berekenen met: C = m x c. De hoeveelheid warmte Q die nodig is om een lichaam met warmtecapaciteit C een temperatuurstijging ΔT te geven, is te berekenen met Q = C x ΔT.
De soortelijke warmte van bijvoorbeeld koper, is een eigenschap van de stof koper. De warmtecapaciteit van een bepaald stuk koper, hangt af van de soortelijke warmte van koper en de massa van het koper. Om twee verschillende voorwerpen 1 K in temperatuur te doen stijgen, is een warmtetoevoer met C1 + C2. De totale warmtecapaciteit, vind je door de afzonderlijke warmtecapaciteiten bij elkaar op te tellen.
Een hoeveelheid stof gaat staat 120 kJ warmte af als de temperatuur 20 oC daalt. De soortelijke warmte van de stof is 3 kJ kg-1 K-1. Hoe groot is de massa van de stof?
Δ20 graden Celsius = Δ20 kelvin. m x 3 x 20 = 120 kJ. 120 : 60 = 2 kg.
Om 2 kg van een stof een temperatuurstijging van 30 oC te geven, is 240 kJ warmte nodig. Bereken de soortelijke warmte van deze stof. 2 x c x 30 = 240.000. 2 x 30 = 60. 240.000 : 60 = 4.000 J. De soortelijke warmte is 4.000 J kg-1 oC-1.
Hoeveel gram water kan men met 1 kJ van 50 oC tot 60 oC in temperatuur doen stijgen?
M x 4,2 x 10 = 1.000. 1.000 : 42 = 23,81 g.
11. Met welk symbool wordt de grootheid soortelijke warmte aangeduid? Met het symbool c.
12. Hoe luidt de definitie van soortelijke warmte?
De soortelijke warmte van een stof is het aantal joule dat nodig is om 1 kg van een stof 1 kelvin te verwarmen.
13. In welke eenheden wordt soortelijke warmte uitgedrukt?
In J kg-1 K-1 of J kg-1 oC-1
14. Hoe kan de hoeveelheid warmte nodig voor de temperatuurstijging van een bepaalde stof worden berekend?
Q = m x c x ΔT
Stuvia.com - De Marktplaats voor het Kopen en Verkopen van je Studiemateriaal 15. Een temperatuurstijging bedraagt 27 oC. Hoeveel kelvin bedraagt diezelfde temperatuurstijging? Die bedraagt eveneens 27 K.
16. Welk verband bestaat er tussen de temperatuur in graden Celsius en dezelfde temperatuur in kelvin?
In getalwaarde is K 273 meer dan graden Celsius.
De soortelijke warmte (c) van een stof, is het aantal joules dat nodig is om 1 kg van die stof 1 K in temperatuur te laten stijgen. De eenheid die bij soortelijke warmte hoort, is de joule per kilogram en per kelvin: J/kg x K. Dit wordt geschreven als J kg-1 K-1 of J kg-1 oC-1.
Soms wordt er gerekend met grammen in plaats van kilo’s. Dan kun je soortelijke warmte omrekenen naar J g-1 K-1. Omdat 1 kg = 1.000 g, krijg je dan van het voorbeeld water:
4.200 J kg-1 K-1 = 4,2 J g-1 K-1 . Soms wordt er gerekend met kilojoule in plaats van joule. Dan kun je omrekenen naar kJ kg-1 K-1. Omdat 1kJ = 1.000 J, geldt dan voor water bijvoorbeeld: 4.200 J kg-1 K-1 = 4,2 kJ kg-1 K -1
Je hebt hierbij dus te maken met drie grootheden: de massa (m), de soortelijke warmte (c) en de temperatuurverandering (Te – Tb, ofwel ΔT). Om m kg van een stof een temperatuurstijging te geven van 1 K is nodig: m x c (J). Om m kg van een stof een temperatuurstijging van ΔT K te geven is nodig m x c x ΔT (J). Daarmee bereken je de benodigde hoeveelheid warmte Q.
Dit soort berekeningen werken met temperatuurverschillen. Daarbij maakt het niet uit of er met kelvin of graden Celsius wordt gewerkt. De temperatuurstijging of –daling uitgedrukt in Celsius heeft dezelfde waarde als de temperatuurverandering uitgedrukt in kelvin. In getalwaarde is kelvin 273 meer dan in graden Celsius.
