Thermodynamica, berekeningen met fase-overgangen

[choco-and-cheese]

Een oefening waar ik niet uit geraak en waar we het hopelijk een beetje warmer van zullen krijgen is als volgt:

1 m³ etheen bij 25°C en 1 atm wordt verbrandt. De verbrandingswarmte bedraagt 1412 kJ/mol.

A) Hoeveel warmte komt er vrij?

Mijn logische beredenering is als volgt. Via de ideale gaswet bereken ik hoeveel mol etheen er aanwezig is en dan kom ik uit op 34,62 mol dan *1412 kJ/mol = 48,896*10³ daar loopt het dus al de mist in want het antwoord zou 57,75*10³ moeten zijn. Wat doe ik verkeerd?

B) 70% van die opgewekte warmte wordt benut om stoom te produceren vertrekkend van water bij 20°C, hoeveel stoom bij 100°C kan er met die warmte geproduceerd worden? L_v = 2260 kJ/kg (bij 100°C) en c_water = 4,18 kJ/kg.K

Omdat deel 1 al niet klopte was ik niet echt gemotiveerd om deel 2 van het vraagstuk op te lossen maar ik dacht aan een formule in de vorm van:

Q_geproduceerd*0,7 = m_water * c_water * + m_water * L_v

Q_70% = m_water *( c_water * ΔT + L_v)

Nu een beetje sticky als ik de formule omvorm en de eenheden invul want dan ben ik niet zeker of dit gedeelte nog juist is:

\(\frac{Q}{c*ΔT+Lv}= m\)

Uitgerekend met eenheden kom ik uit op kg²/kJ en dat is natuurlijk onzin...

Antw. 15,6kg (cursus)

[Margriet]

Bij A.

Je hebt toch blijkbaar een vergissing gemaakt bij de berekening van het aantal mol.

Met het molair volume dat bij 25 graden celsius 24,5 dm³ is kom ik op 40,81 mol.

Laat anders je berekening eens zien als je er niet uitkomt.

Bij B.

Reken eens uit hoeveel joules je nodig hebt om een kg water van 20 graden te verwarmen tot 100 graden en vervolgens te laten verdampen.

[choco-and-cheese]

Bij deel 1 heb ik blijkbaar een rekenfout gemaakt en bij deel 2 van het vraagstuk kan ik wel de warmte die nodig is om 1kg water te laten verdampen en tot stoom te laten veranderen berekenen, maar wat ben ik hiermee als ik de massa water wil kennen?

Alle berekeningen zitten in de bijlage.

Eigenlijk heb ik moeilijkheden met het omvormen van mijn formule, waarbij de latente warmte correct in mijn formule staat zodat ik de massa water eruit kan berekenen en daar heb ik kennelijk moeite mee (gelet op de eenheden).

[Margriet]

Om 1 kg water in stoom te veranderen heb je 2594 kJ nodig.

Beschikbaar is 70% van 57,75 x 10³ kJ.

2594 kJ nodig voor 1 kg

70% van 57,75 kJ nodig voor .... kg

Dit kan toch zonder moeilijke formules ?

[choco-and-cheese]

Met een rendement van 70% kom ik uit op 40404 kJ deel dat door 2594,4 kJ/kg en ik kom inderdaad uit op 15,6 kg.