opdracht warmtecapaciteit waterkoker

• Natuurkunde
• Middelbare school

warmtecapaciteit waterkoker

thuisopdracht

je gaat de warmtecapaciteit van de waterkoker thuis bepalen.

(Heb je zelf geen waterkoker kijk dan of je ergens een kunt lenen)

Deze opdracht lijkt op wat we hebben gedaan in de les.

Energie

De elektrische energie die de waterkoker in gaat wordt voor 2 dingen gebruikt. 

Het opwarmen van het water en het opwarmen van de waterkoker. 

Energievorm(en) in het begin:

Energievorm(en) aan het eind

elektrische energie

warmte voor het water

warmte van de waterkoker

symbolen

we gaan de volgende symbolen gebruiken, schrijf ze desnoods even op een blaadje:

E el = Elektrische energie (J)

Q w = Warmte voor het water (J)

Q k = Warmte voor de waterkoker (J)

P el = Elektrisch vermogen (J/s of W)

symbolen

we gaan de volgende symbolen gebruiken, schrijf ze desnoods even op een blaadje:

T = temperatuur (°C) 

m = massa (kg)

c = soortelijke warmte (J / kg °C)

C = warmte capaciteit (J /°C) 

Hoe bereken je het rendement van een waterkoker.

1. η=​Q​k​​​​E​el​​​​⋅100%
2. η=​Q​w​​​​E​el​​​​⋅100%
3. η=​Q​w​​​​Q​k​​​​⋅100%
4. η=​Q​k​​​​Q​w​​​​⋅100%

Warmtecapaciteit

Om de warmtecapaciteit te kunnen berekenen moeten we weten hoeveel warmte de waterkoker (Q k) opneemt. Dit is het verschil van de elektrische energie (E el) en de warmte voor het water (Q w).

Hiervoor gaan jullie 2 dingen meten:

- de gebruikte elektrische energie

- de opgenomen warmte door het water

de elektrische energie

De hoeveelheid elektrische energie kun je berekenen uit het vermogen en de tijd dat de waterkoker aan staat. 

Je moet hiervoor een foto maken van het typeplaatje van de waterkoker. Maak hiervan een foto en lever die op de volgende slide in. 

maak een foto van het typeplaatje en zorg dat het vermogen duidelijk zichtbaar is.

Vul hier in hoe groot het vermogen is volgens het typeplaatje:

de elektrische energie

Op het typeplaatje staat het vermogen in W. 

De elektrische energie bereken je dan door E el = P * t.

Tijdens het water koken moet je dus de tijd meten. Zorg dat je straks een stopwatch hebt.

De warmte van het water

De waterkoker zal afslaan als het water 100 °C is. Je moet dus alleen weten hoeveel water je hebt en hoe 'koud' het water is wat in de waterkoker gaat. 

Als je een thermometer hebt kun je deze gebruiken. Als je geen thermometer hebt haal je een bakje water uit de kraan en zet je deze een tijdje in de kamer neer (afgesloten). Dan heeft na een tijdje het water dezelfde temperatuur als de kamer. (ong 20°C)

De warmte van het water

Je moet alleen nog de hoeveelheid water bepalen. 

Het meest nauwkeurig is een keukenweegschaal. 1 ml water is gelijk aan 1 g. ( 1 L is 1 kg)

Als dat niet lukt een maatcilinder. Deze is alleen wat minder nauwkeurig...

meten

Je moet dus de volgende dingen meten:

- de hoeveelheid water dat in de waterkoker gaat

- de temperatuur van het water dat in de waterkoker gaat

- de tijd dat de waterkoker nodig heeft om het water te laten koken.