H7 Materialen - les 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

H7 materialen

Lesplanning

1. Uitleg soortelijke warmte
2. Opgaven §7.2 maken
3. Aan de slag:
   - practicum soortelijke warmte metalen blokje
   - opgaven §7.2 afronden
4. Afsluiting

HW: §7.2 opgave 15 t/m 20

Lesdoel

Aan het einde van de les kan je ...

• uitleggen wat de soortelijke warmte is;
• rekenen met de soortelijke warmte.

00:16

Wat denk jij?

Het boek heeft een lagere temperatuur dan de harddrive.

Het boek heeft een even hoge temperatuur als de hardrive.

Het boek heeft een hogere temperatuur dan de hardrive.

01:58

Wat verwacht jij?
Als je een ijsblokje gelijktijdig op een aluminiumblokje en een ander ijsblokje op een plastic blokje legt dan ...

Warmte VS temperatuur

Soortelijke warmte

De soortelijke warmte van een stof is de
hoeveelheid energie die nodig is om
1 gram van een stof met 1 graad omhoog
te laten stijgen.

Voor water: c = 4,2 J/g/⁰C

Voorbeeld 1

Een waterkoker (2400 W) verwarmt 1,5 L water (c=4,2 J/g/⁰C) van 20 ⁰C tot 100⁰C. 

A. Bereken hoeveel warmte de waterkoker moet leveren. 

B. Bereken hoeveel minuten de waterkoker daarover doet.
Ga ervanuit dat er geen energie verloren gaat.

Gegevens:
c_water = 4,2 J/g/⁰C

P = 2400 W

V = 1,5 L 
ΔT = 80 ⁰C

Q = ?

Voorbeeld 2

Een brokje zilver van 44 gram en 100 ˚C wordt stek afgekoeld. Het zilver staat hierbij 700 J aan warmte af. De soortelijke warmte van zilver is 0,24 J/g˚C. Bereken de eindtemperatuur. 

Gegevens:

m = 44 g

T_begin = 100 ⁰C

Q = 700 J

c = 0,24 J/g/⁰C

T_eind = ?

Je voegt aan twee stoffen met gelijke massa 100 J warmte toe. De temperatuur van stof A neemt meer toe dan de temperatuur van stof B. Welke stof heeft de grootste soortelijke warmte?

1. Stof A
2. Stof B

Qop = Qaf

De warmte die een warm object afstaat is gelijk aan de warmte die het koude object opneemt.

Voorbeeldopgave 3

Een klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 500 g en een temperatuur van 50 ⁰C wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.

Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

Gietijzer:            
c = 0,5 J/g°C

m = 500 g

Δ T = 50 - 34 = 16 ⁰C

Vloeistof:  

m = 100 g

Δ T = 34 - 20 = 14 ⁰C

Q​op​​=Q​af​​

Aan de slag

In je schrift maken en nakijken

 §7.2 opgave 21, 22, 25, 27 en 31

Proef 2

De soortelijke warmte van een metalen blokje bepalen.

Formule soortelijke warmte met betekenis letters op het bord.

Als je klaar bent ...

maken en nakijken §7.2 opgave 21, 22, 25, 27 en 31

Proef 2 

soortelijke warmte metalen blokje

Als je de massa van de stof die je wilt verwarmen 3 keer zo groot maakt. Hoeveel keer meer energie heb je dan nodig?

Demopracticum

Temperatuur van een gasvlam

De temperatuur 

van een gasvlam

                         Meetresultaten

Schroef ( c = 0,46 J/(g ⁰C))

m = 

Water (c = 4,18 J/(g ⁰C))

m = 

Tbegin =

Teind =

Verwerking

Stap 1

Bereken de warmte die het water heeft opgenomen. 

Verwerking

Stap 2

 Bereken het temperatuurverschil van de schroef. 

Verwerking

Stap 3

 Bereken de begintemperatuur van de schroef.

Conclusie 

& 

discussie

Lesdoel

Aan het einde van de les kan je ...

• uitleggen wat de soortelijke warmte is;
• rekenen met de soortelijke warmte.

Voorbeeldopgave 1

Een klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg wordt boven een gasvlam gehouden. In
2 minuten tijd stijgt de temperatuur van 20 °C naar 50 °C. 

Bereken hoeveel warmte de klomp gietijzer heeft opgenomen.

• Q = 0,5 * 500 * 30  
• Q = 7500 J

Q=c⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 2

De klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg en een temperatuur van 50 ⁰C wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.

Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

• Q_op = Q_af
• Q_gietijzer = Q _vloeistof
  
  
  
• _{Qgietijzer = 0,5 * 100 * 30}
• _{Qgietijzer = 1500 J}
  

Q=c⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 2

De klomp gietijzer (c = 0,5 J/g°C) van 0,5 kg en een temperatuur van 50 ⁰C wordt in 100 gram vloeistof met een temperatuur van 20 ⁰C geplaatst. De eindtemperatuur van het mengsel is 34 ⁰C. 

Bereken de soortelijke warmte van de vloeistof.

Neem aan dat er geen warmte verloren gaat aan de omgeving.

• Qgietijzer = Q_vloeistof = 1500 J
  
  
  
• _{1500 = c *  500 * 14}
• _{1500 = c * 7000}
• _{c = 1500 / 7000 = 0,21 J/g/⁰C}

Q​vloeist.​​=c​​​⋅m⋅ΔT

Voorbeeldopgave 3

Een frituurpan met een vermogen van 2000 W verwarmt 2,0 kg

fituurvet (c = 1,8 J/g⁰C). Bereken de temperatuurstijging in 6 minuten. 

• E = P * t
• t = 6 min = 360 s
• E = 2000 * 360 =720 000 J
  
  
• Q = c * m * ΔT
• 720 000 = 1,8 * 2000 * ΔT
  
• 720 000 = 3600 * ΔT
  
• ΔT = 720 000 / 3600 
  
• ΔT = 200 ⁰C