Les 6 Thermodynamica H15.7-9

• natuurkunde
• HBO
• Studiejaar 2

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

Thermodynamica

H15 (§7 t/m 9 )

Schooljaar 2022 / 2023

Mastering

Terugblik

Terugblik opgave
Een reversibele warmtemachine die werkt tussen een warm reservoir van 500 K en een koel reservoir van 300 K, onttrekt 4000 J aan warmte aan het warme reservoir.
Bereken hoeveel arbeid wordt verricht?

Hoe werkt koelkast?

Gebruik volgende begrippen:

Verdamper, condenser, pomp, expansieventiel en COP

Leerdoelen les 6

Je kunt een omschrijving in vaktaal geven en je bent in staat opgaven te maken van de volgende vakinhoudelijke concepten: 

• entropie
• (ir)reversibiliteit
• entropievorm van de tweede hoofdwet

Je maakt kennis met een werkvorm om woordenschat van leerlingen te vergroten.

Wat heb je deze les nodig?

Tentamen

CumLaude

• Oefententamen met antwoorden
• Formuleblad onderdeel warmte & gassen
• Video met aanzet tot het maken van oefententamen

Instructie

Uitleggen, demonstreren, controle vragen stellen

Entropie

Entropie is een toestandsvariabele

• Hangt alleen af van de toestand van het systeem (niet van de voorgeschiedenis). Net als druk, inwendige energie, enz.
• Onafhankelijk van het proces dat het systeem in die toestand heeft gebracht.

Zijn Q en W toestandsvariabelen?

1. nee
2. waarde hangt af van het doorlopen proces
3. ja

Example 15.13
Een ijsblokje met een massa van 56 g wordt uit een opslagcompartiment bij 0 °C genomen en in een papieren beker geplaatst. Na een paar minuten is precies de helft van de massa van het ijsblokje gesmolten en wordt water bij 0 °C. Smeltwarmte van ijs is 333 kJ/kg
Bereken de verandering in entropie van het ijs / water.

1. 0,034 J/K
2. 0,068 J/K
3. 34 J/K
4. 68 J/K

Misconceptual Question 15.11
Welke bewering is waar met betrekking tot de entropieverandering van een ijsblokje dat smelt?

1. Omdat smelten optreedt bij de smeltpunttemperatuur, is er geen temperatuurverandering, dus er is geen entropieverandering.
2. Omdat warmte wordt geabsorbeerd in het proces, neemt de entropie toe.
3. Omdat warmte wordt afgegeven tijdens het proces, neemt de entropie af.

Opgave kleine entropieverandering:
Een monster van 50,0 kg water bij 20,00 °C wordt gemengd met 50,0 kg water bij 24,00 °C. De toe of afgevoerde warmte is gelijk aan
Q = m.c.dT = 50,0*4186*2,00 = 4,186.10^5 J
Bereken de entropie verandering.

Tip: Bereken van ieder monster de verandering in entropie.

1. 10 J/K
2. 15 J/K
3. 20 J/K
4. 25 J/K

Klopt dit volgens 2e hoofdwet?

• Entropie neemt toe met 10 J/K
• Delta(S) groter dan nul
• Klopt met tweede hoofdwet
• Is ook proces wat we verwachten (is wat gebeurt in zo'n situatie)

Opgave fictief proces:
Een monster van 50,0 kg water bij 20,00 °C wordt gemengd met 50,0 kg water bij 24,00 °C. De toe of afgevoerde warmte is gelijk aan
Q = m.c.dT = 50,0*4186*2,00 = 4,186.10^5 J
Maar nu fictief proces waarbij koude water 2 graden Celsius kouder wordt en warme water 2 graden Celsius warmer.
Bereken de entropie verandering. Conclusie!

Toepassing

Oefenen, groepsopdracht uitvoeren, debatteren

Speciaal voor Perry

Dan houdt hij zijn aandacht beter vast :).

02:44

Welke kernwoorden uit de video heb je gezien/gehoord?

05:08

Geef een voorbeeld waarin je de 2e hoofdwet kunt toepassen.

Groepsopdracht:
Formuleer 2e hoofdwet thermodynamica.
Geef aan hoe zeker je van formulering bent.
(1=niet zeker, 2=gemiddeld en 3=zeker)

Evaluatie

Samenvatten, herhalen, feedback vragen, vooruit blikken

Welke concepten van thermo vind je gemakkelijk?

Welke concepten van Thermo vind je nog lastig?

Huiswerk

• Maken opgaven Mastering les 6
• Bestuderen Giancoli H15, §7 t/m 9
• Dit was laatste les thermodynamica theorie.

Leerdoelen les 6

Je kunt een omschrijving in vaktaal geven en je bent in staat opgaven te maken van de volgende vakinhoudelijke concepten: 

• entropie
• (ir)reversibiliteit
• entropievorm van de tweede hoofdwet

Je maakt kennis met een werkvorm om woordenschat van leerlingen te vergroten.

Heb je de leerdoelen behaald?

😒🙁😐🙂😃

Hoe was je modus tijdens deze les?

Evaluatie thermodynamica theorie

Wil je feedback geven over thermodynamica theorie?

Invullen duurt ongeveer 2 minuten.

Differentiatie

Extra uitleg, uitdagen, plusopdrachten

Ondersteunend materiaal

Op de elo vind je in de map "ondersteunend materiaal" video's met uitleg over 1e hoofdwet en thermodynamische processen.