Uitvoerders: Thijs & Ralph
Klas : A3B
Datum uitvoering van de proef: 31-10-2006
Onderzoeksvraag
Welke verband is er tussen de warmte die je toevoert en de temperatuurstijging van een voorwerp?
Werkwijze
Thermometer: Deze meet de temperatuur
Kurk/Isolatie: Gaat warmte verlies tegen
Vloeistof: Vloeistof die verwarmt gaat worden.
Roerder: Zorgt voor warmte verspreiding
De deksel: Gaat warmte verlies tegen
Dompelaar: Deze verwarmt de vloeistof
Doe 150 ml het bekerglas met de dompelaar. Controleer of de dompelaar goed onder water is. Houdt de thermometer niet tegen de dompelaar, want anders is het een oneerlijke meting, omdat we de temperatuur stijging van de vloeistof willen weten en niet van de dompelaar.
Schakel nu de dompelaar aan en begin na 1 minuut op 1 decimaal nauwkeurig de temperatuur van de vloeistof te meten. Dit is de begin-temperatuur van het water. Meet vervolgens elke minuut het water en noteer deze resultaten in een diagram in de 2e kolom. vergeet niet regelmatig te roeren, zo voorkom je niet dat het op bepaalde punter warmer is dan op een ander punt. Vervolg dit proces gedurende 10 minuten en schrijf alle metingen op. Zet na 10 minuten de dompelaar uit.
Theorie
De formule is:
Warmte = Elektrische energie = Vermogen x Tijdsduur
(in kWh) (in kWh) (in kW) (in h)
In symbolen: Q = Eel = P x t
Q = Warmte
P = Vermogen
Eel = Elektrische energie
t = Tijdsduur
Het symbool P geeft het vermogen aan dat op elk elektrisch apparaat vermeldt staat. Aan het vermogen kan je zien hoeveel elektrische energie het apparaat in een bepaalde tijd omzet in warmte. Dit kan je aangeven in 2 verschillende eenheden van energie: kWh en Joule.
1 kWh = 3,6 x 10^6 Dit kan je afleiden uit de volgende berekening:
De volgende formule is de formule van de Temperatuurverandering:
∆T = T (eind van de meting) – T (begin van de meting)
Nu we deze formule weten, kunnen we weer op het volgende doen: het berekenen van de warmtecapaciteit. De formule die daarbij hoort is:
Q : ∆T = C
Q = Warmte in J
∆T = Temperatuurverschil in °C
C = Warmtecapaciteit in J/°C
Er komt een constante uit omdat Q en ∆T recht evenredig zijn. De evenredigheidsconstante heeft nu een eigen naam: de warmtecapaciteit, die net zoals op de vorige bladzijde weergegeven word met het symbool C. Deze formule geldt alleen als er geen faseverandering (koken of smelten) en als er geen warmte-uitwisseling met de omgeving plaatsvindt.
Verwachting/hypothese
De hypothese van de proef is dat het een rechte lijn in de grafiek zal worden. Daarnaast is de verwachting ook dat de vloeistof sneller, qua warmte, zal stijgen zonder de blokjes dan met.
Zonder blokjes Met blokjes* Zonder blokjes Met blokjes*
t (sec) T (°C) T (°C) Q (kJ) ΔT ΔT
0 19.5 35.5 0 0 0
30 21.0 36.0 0.720 1.5 0.5
60 22.5 36.0 1.440 3.0 0.5
90 23.0 36.5 2.160 3.5 1.0
120 24.0 37.0 2.880 4.5 1.5
150 25.0 38.5 3.600 5.5 3.0
180 25.5 39.0 4.320 6.0 3.5
210 26.0 40.0 5.040 6.5 4.5
240 27.0 40.5 5.760 7.5 5.0
270 28.0 41.0 6.480 8.5 5.5
300 28.0 41.5 7.200 8.5 6.0
330 29.0 42.0 7.920 9.5 6.5
360 29.5 42.5 8.640 10 7.0
390 30.5 43.0 9.360 11 7.5
420 31.0 43.5 10.080 11.5 8.0
450 31.5 43.5 10.800 12 8.0
480 32.0 44.0 11.520 12.5 9.0
Waarnemingen en resultaten
uitwerkingen/berekeningen
Q(kj) = 24 keer de tijd in sec (P keer t) 24 Watt is het vermogen van de dompelaar.
Bijvoorbeeld bij 60 sec is de ontstane warmte in Kj
Q = P x t
Q = 24 x 60 = 1.440 Kj
ΔT = temperatuur stijging is de temperatuur dat de vloeistof per seconde stijgt.
ΔT= T2 – T1
Bijvoorbeeld de temperatuurstijging bij 120 sec.
ΔT = eindtemperatuur = 27.0 en de begintemperatuur = 24.0
ΔT = 27.0 – 24.0 = 3
De vloeistof is in 120 sec 3 °C gestegen
Conclusie
Onderzoeksvraag:
Wat is het verband tussen de warmte die je toevoert en de temperatuurstijging?
Het verband tussen de warmte die je toevoert en de temperatuursstijging van een voorwerp is een recht evenredig verband. De grafieklijn is een rechte, schuine lijn die door de oorsprong gaat. Hoe meer warmte je toevoert, des te hoger is de temperatuurstijging van een voorwerp. Bij deze proef bedoelen we met het voorwerp de caloriemeter met het water erin. Het verband tussen de temperatuurstijging en de toegevoerde warmte kun je ook weergeven.
Discussie
De verwachting komt redelijk overeen maar uiteraard zijn er meetfouten gemaakt. In grafieken als deze moeten rechte lijnen getekend worden waardoor je de foute meetpunten niet doorkruist met de grafiek.
Referenties
- het schoolboek: Natuurkunde Overal
antwoorden op de vragen
vraag a: zie tabel
vraag b: zie tabel
vraag c: zie tabel
vraag d: zie conclusie, het voorwerp is de vloeistof en de 2 metalen blokjes
grafiek
Klas : A3B
Datum uitvoering van de proef: 31-10-2006
Onderzoeksvraag
Welke verband is er tussen de warmte die je toevoert en de temperatuurstijging van een voorwerp?
Werkwijze
Thermometer: Deze meet de temperatuur
Kurk/Isolatie: Gaat warmte verlies tegen
Vloeistof: Vloeistof die verwarmt gaat worden.
Roerder: Zorgt voor warmte verspreiding
De deksel: Gaat warmte verlies tegen
Dompelaar: Deze verwarmt de vloeistof
Doe 150 ml het bekerglas met de dompelaar. Controleer of de dompelaar goed onder water is. Houdt de thermometer niet tegen de dompelaar, want anders is het een oneerlijke meting, omdat we de temperatuur stijging van de vloeistof willen weten en niet van de dompelaar.
Theorie
De formule is:
Warmte = Elektrische energie = Vermogen x Tijdsduur
(in kWh) (in kWh) (in kW) (in h)
In symbolen: Q = Eel = P x t
Q = Warmte
P = Vermogen
Eel = Elektrische energie
t = Tijdsduur
Het symbool P geeft het vermogen aan dat op elk elektrisch apparaat vermeldt staat. Aan het vermogen kan je zien hoeveel elektrische energie het apparaat in een bepaalde tijd omzet in warmte. Dit kan je aangeven in 2 verschillende eenheden van energie: kWh en Joule.
1 kWh = 3,6 x 10^6 Dit kan je afleiden uit de volgende berekening:
De volgende formule is de formule van de Temperatuurverandering:
∆T = T (eind van de meting) – T (begin van de meting)
Q : ∆T = C
Q = Warmte in J
∆T = Temperatuurverschil in °C
C = Warmtecapaciteit in J/°C
Er komt een constante uit omdat Q en ∆T recht evenredig zijn. De evenredigheidsconstante heeft nu een eigen naam: de warmtecapaciteit, die net zoals op de vorige bladzijde weergegeven word met het symbool C. Deze formule geldt alleen als er geen faseverandering (koken of smelten) en als er geen warmte-uitwisseling met de omgeving plaatsvindt.
Verwachting/hypothese
De hypothese van de proef is dat het een rechte lijn in de grafiek zal worden. Daarnaast is de verwachting ook dat de vloeistof sneller, qua warmte, zal stijgen zonder de blokjes dan met.
Zonder blokjes Met blokjes* Zonder blokjes Met blokjes*
t (sec) T (°C) T (°C) Q (kJ) ΔT ΔT
0 19.5 35.5 0 0 0
30 21.0 36.0 0.720 1.5 0.5
60 22.5 36.0 1.440 3.0 0.5
90 23.0 36.5 2.160 3.5 1.0
120 24.0 37.0 2.880 4.5 1.5
150 25.0 38.5 3.600 5.5 3.0
210 26.0 40.0 5.040 6.5 4.5
240 27.0 40.5 5.760 7.5 5.0
270 28.0 41.0 6.480 8.5 5.5
300 28.0 41.5 7.200 8.5 6.0
330 29.0 42.0 7.920 9.5 6.5
360 29.5 42.5 8.640 10 7.0
390 30.5 43.0 9.360 11 7.5
420 31.0 43.5 10.080 11.5 8.0
450 31.5 43.5 10.800 12 8.0
480 32.0 44.0 11.520 12.5 9.0
Waarnemingen en resultaten
uitwerkingen/berekeningen
Q(kj) = 24 keer de tijd in sec (P keer t) 24 Watt is het vermogen van de dompelaar.
Bijvoorbeeld bij 60 sec is de ontstane warmte in Kj
Q = P x t
Q = 24 x 60 = 1.440 Kj
ΔT = temperatuur stijging is de temperatuur dat de vloeistof per seconde stijgt.
ΔT= T2 – T1
ΔT = eindtemperatuur = 27.0 en de begintemperatuur = 24.0
ΔT = 27.0 – 24.0 = 3
De vloeistof is in 120 sec 3 °C gestegen
Conclusie
Onderzoeksvraag:
Wat is het verband tussen de warmte die je toevoert en de temperatuurstijging?
Het verband tussen de warmte die je toevoert en de temperatuursstijging van een voorwerp is een recht evenredig verband. De grafieklijn is een rechte, schuine lijn die door de oorsprong gaat. Hoe meer warmte je toevoert, des te hoger is de temperatuurstijging van een voorwerp. Bij deze proef bedoelen we met het voorwerp de caloriemeter met het water erin. Het verband tussen de temperatuurstijging en de toegevoerde warmte kun je ook weergeven.
Discussie
De verwachting komt redelijk overeen maar uiteraard zijn er meetfouten gemaakt. In grafieken als deze moeten rechte lijnen getekend worden waardoor je de foute meetpunten niet doorkruist met de grafiek.
Referenties
- het schoolboek: Natuurkunde Overal
antwoorden op de vragen
vraag a: zie tabel
vraag b: zie tabel
vraag c: zie tabel
vraag d: zie conclusie, het voorwerp is de vloeistof en de 2 metalen blokjes
grafiek
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden