Huhhuh, tulipas tyhmä otsikko.. No kuitenkin! Kyseessä on siis kokeeseen varten harjoittelua ja harjoitusmonisteessa on tälläinen kysymys:
Laske kuinka paljon tarvitaan energiaa, kun 9 kg -20 asteista jäätä lämmitetään ja sulatetaan. Sulanut vesi lämmitetään, niin että se höyrystyy 100 asteiseksi vesihöyryksi.
Itse sain aikaiseksi tälläisen kaavan: 2,1 kJ/kg°C x 9 kg x 20°C 335 kJ x 9 kg
Eli siis ensin lasketaan toi jään lämmittäminen ja sitten sulattaminen. Vastaukseksi sain 3393 kilojoulea? Kuitenkin tarkastuspaperissa oli että 28 MJ. Mikä meni väärin? :/
Laske kuinka paljon tarvitaan energiaa, kun 9 kg -20 asteista jäätä lämmitetään ja sulatetaan. Sulanut vesi lämmitetään, niin että se höyrystyy 100 asteiseksi vesihöyryksi.
Itse sain aikaiseksi tälläisen kaavan: 2,1 kJ/kg°C x 9 kg x 20°C 335 kJ x 9 kg
Eli siis ensin lasketaan toi jään lämmittäminen ja sitten sulattaminen. Vastaukseksi sain 3393 kilojoulea? Kuitenkin tarkastuspaperissa oli että 28 MJ. Mikä meni väärin? :/
Vastaukset 15
Vanhimmat
Laskit vasta kuinka paljon energiaa tarvitaan jään lämpiämiseen ja sen sulamiseen. Tehtävänannossa sanotaan kuitenkin että kyseinen tämän jälkeen vesi vielä lämmitetään kiehuvaksi ja annetaan höyrystyä. Nopeasti laskemalla tästä pitäisi tosissaan tulla vastaukseksi noin 28MJ.
Meillä on koulussa ollut juuri ihan sama tehtävä, näin se varmaan menee:
Lasketaan ensin näin, kun jää sulaa 0-asteiseksi vedeksi, eli olomuoto muuttuu:
E= Jään ominaislämpötilakapasiteetti 333kj kertaa jään massa kertaa lämpötilan muutos jäässä.
Eli pitäisi tulla 378kj. Sitten lasketaan energia joka kuluu olomuodon muutokseen, kun jää muuttuu vedeksi.
E= Jään sulamislämpökapasiteetti eli 333Kj/Kg kertaa jään massa eli 9kg, saadaan siis 2997kj.
Sitten lasketaan kun vesi lämpenee nollasta sataan asteeseen:
E= Veden ominaislämpökapasiteetti eli 4.2 kj/kg kertaa sen massa eli 9kg kertaa lämpötilan muutos eli 100 astetta. Saadaan 3780 kj.
Sitten lasketaan energia joka kuluu olomuodon muutokseen vedestä kaasuksi.
E= Veden ominaishöyrystymislämpö (2260kj/kg) kertaa massa 9kg, saadaan 20340.
Kun kaikki energiat lasketaan yhteen, saadaan noin 27495 kilojoulea eli n. 28 megajoulea (MJ)
En ole varma lasketaanko teillä näin mutta yritin ainakin.
Jään ominaislämpökapasiteetti muuten on 2.1 eikä 333, korjaan.
Jaa että kasiluokkalainen. Minä olen opiskellut samanlaisia tehtäviä nyt amk:ssa ja sitä ennen lukiossa...
Miksei peruskoulussa ?
Minä kävin aikanaan keskikoulua ja tämä oli keskikoululaisen fysiikan perustehtäviä. Samat asiat käytiin uudestaan lukion fysiikan kurssissa, ja vielä teknillisen korkeakoulun fysiikan peruskurssissa, ja sitten vielä tällä sivustolla.
Siitä huolimatta suuri enemmistö ei osaa niitä vieläkään laskea. Missä vika?
Varmaankin näitä laskuja pidetään tarpeettomina, ja näinhän se tietysti onkin.
Ainoa ammattiryhmä, joka näiden laskujen osaamista työssään tarvitsee on fysiikan opettajat.
"Ainoa ammattiryhmä, joka näiden laskujen osaamista työssään tarvitsee on fysiikan opettajat. "
Höpö höpö. Veden avulla siirretään lämpöenergiaa aika monessa paikassa. Kyllä siellä sun täällä pitää osata laskea kuinka paljon minkäkin lämpöistä vetta pitää siirtää.
Sitten vielä, näin vaalien alla, jos osaa niin voi ihan itse laskea mm. onko vaihtoehtoväen energiantuotantovisioissa päätä tai häntää. Tai voihan sitä mennä niin kuin pässi narussa.
Olen lämpötekniikan DI, ja tiedän ettei näillä laskuilla ja lämmönsiirron reaalimaailmalla ole mitään tekemistä keskenään.
Insinööri on omakin toimenkuvani, eikä moni tuntemani insinööri oikeastaan ymmärrä mitä tekee vaikka yrittääkin sellaista esittää. Yksi esittämisen muoto on toisten vähättely. Mitä (ja miten) sitten itse lasket työssäsi? Myönnän tietysti että reaalimaailma on hivenen monimutkaisempi kuin koulutehtävä, mutta kyllä noista perusasioista lähdetään.
Asiaa sivuten:
http://fi.wikipedia.org/wiki/Olkiluodon_ydinvoimalaitos
Tuolla ilmoitetut reaktorin energiat ja höyrynvirtaukset ym. täsmäävät yllättävän hyvin kun käytetään pelkästään aloitusviestissä mainittuja kaavoja. Onko nuo sitten täyttä bluffia?
Tais olla bluffia kun ei vieläkään talo pyöri
Väännät liian monimutkaisia "kaavoja".
Tehtävä ratkaistaan neljässä vaiheessa:
1) lasketaan paljonko lämpöä tarvitaan jään lämmittämiseen 0-asteiseksi.
2) lasketaan paljonko lämpöä tarvitaan jään sulattamiseen.
3) lasketaan paljonko lämpöä tarvitaan veden lämmittämiseen.
4) lasketaan paljonko lämpöä tarvitaan veden höyrystämiseen.
kai se nyt on helpointa laskea suoraan entalpioilla eli
alkutilassa jään entalpia on h1 = -375 kJ/kg ja
lopputilassa kun sulanut vesi on kiehunut sata-asteiseksi höyryksi eli h2 = 2676 kJ/kg
→ m(h2 - h1) = 9*(2676 - -375) = 27450 kJ = 27,45 MJ
Off topic
Minulle tuli entalpia vastaan yliopistossa fysiikan appro luennoilla. Nyt oli kyse yläasteen taidoista
Ahaa, nytkö on negatiivista energiaakin ?
https://opetus.tv/kemia/ke3/entalpia/