[natuurkunde] warmteleer heet ijzer in water

[LLvdw]

Goedemiddag,

Ik heb morgen een toets van natuurkunde maar kom niet uit de volgende oefenopgave. Ik hoop dat iemand mij hiermee kan helpen:
Een ijzersmid koelt een heet stuk ijzer met een massa van 0,87 kg in 2,1 liter water af. Het water heeft een begintemperatuur van 17,3 graden Celsius. Het ijzer en water samen krijgen uiteindelijk een eindtemperatuur van 79,4 graden Celsius. Bereken de begintemperatuur van het ijzer.

Kan iemand mij zo snel mogelijk helpen aan de uitleg en berekening hiervoor?

Alvast enorm bedankt.

LLvdw

[Autodidact1]

Warmte opgenomen = - warmte afgegeven.

Wie verliest warmte? Wie neemt warmte op?

Q = c * m * (T_eind - T_begin)

Q = warmte
c = soortelijke warmte
T = temperatuur

Kan je zo al wat verder?

[tempelier]

Bereken eerst hoeveel energie er nodig was om het water op te warmen.

Dat is dus de energie die het ijzer heeft afgeven, waaruit weer de temperatuur van het ijzer is te vinden.

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

Verplaatst naar het forum "Huiswerk en Practica".

[LLvdw]

Ik was al even op weg. Ik had inderdaad jullie bovengenoemde formule gebruikt:
Q=4180(soortelijke warmte water)*2,1*(79,4-17,3)=5,4*10^5
Daarna volgens mij dezelfde formule nog een keer om Teind-Tbegin te berekenen:
5,4*10^5=460(soortelijke warmte ijzer)*0,87*(Teind-Tbegin)
Dan wordt de formule voor Teind-Tbegin: (Teind-Tbegin)=Q/c*m = 1349

Het antwoordmodel zegt echter dat het antwoord 159 graden Celsius moet zijn. Ik zit niet eens in de buurt. Waar ga ik de fout in?

Alvast enorm bedankt voor jullie hulp!

[Jan van de Velde]

Jouw antwoord zit er toch verreweg het dichtstbij.

logisch ook, doe maar een ruwe check: massa ijzer ruwweg de helft, warmtecapaciteit ruwweg 10 x zo klein, de temperatuurverandering van het ijzer zal dan ruwweg 20 x zo groot moeten zijn, en dus al ergens in de buurt van 1200 graden celsius. Een begintemperatuur ijzer van 159 °C slaat dus de plank héél ver mis.

je aanpak klopt.
reken echter niet door met afgeronde waarden (5,4*10^5 J) , maar rond pas af op het einde. En vergeet op het eind niet T_begin uit te rekenen. Ik kom op 1442 °C

[Xilvo]

Soortelijke warmte van water is ruim 8 maal die van ijzer.
De massa van het water is ruim 2 maal die van het ijzer.

De temperatuurverandering van het ijzer moet dus minstens 16 maal zo groot zijn als die van het water.
Het antwoord 159 graden Celsius kan daarom onmogelijk goed zijn.

[LLvdw]

Pff, bedankt allemaal! Ik dacht dat mijn medeleerlingen en ik er helemaal niets van snapten, maar had geen rekening gehouden met verkeerd antwoordmodel. Het gaat nu helemaal goedkomen

Fijne dag en nogmaals mijn dank!