Fysik 1 gemensam temperatur

Det finns ett samband mellan temperatur och energi. Det sambandet är framför allt ett samband som har med material att göra. Termosen Tekannan, med de material den innehåller (metall porslin eller glas) är sådan att det kostar 150 joule att värma den en grad. Vattnet (dina 0.6 kg tevatten) har också en sån egenskap att den går upp i temperatur en grad om man tillför en viss mängd energi. Det som händer när du häller i vattnet är alltså att energi går från vattnet till termosen tekannan -- varje mängd energi som flyter från termosen tekannan till vattnet kommer att minska termosens tekannans energi 1/150 grad per joule, och vattnet kommer att öka i temperatur med någon annan mängd grader per joule -- den siffran är inte given i uppgiften utan du får kolla den i någon tabell eller googla den. Du behöver också tänka på att siffran helt naturligt är angiven per kilo (eller möjligen per mol), så du får räkna om värmekapacitiviteten till den mängd tevatten du har att göra med. Det är också meningen att du ska förstå att energi flyter mellan vattnet och termosen tekannan till de nått samma temperatur. Känns det lättare att förstå hur du ska kunna lösa uppgiften nu?

Nja, alltså jag vet att c för vatten är 4182, men jag vet inte hur jag ska få ihop siffrorna i någon formel?

Hur mycket vatten har du, och vad är c för den mängden vatten? Hur mycket minskar vattnet i temperatur för samma mängd energi som termosen ökar i temperatur? Om jag säger att svaret på uppgiften är någon siffra T, hur räknar du ut vilken mängd energi som gått från vattnet för att komma från 90 till T? Från de siffrorna bör du kunna brygga några formler.

Jag vet verkligen inte. Jag har 0,6 kg vatten och c är 4182. Då kan man räkna ut energin tror jag. Q=m x c x $∆T$

lindakarlsson skrev:

Jag vet verkligen inte. Jag har 0,6 kg vatten och c är 4182. Då kan man räkna ut energin tror jag. Q=m x c x $∆T$

Den energin är det du får från tevattnet (med ∆T = (90 - T)) - den ska vara lika med (du kan teckna den ekvationen nu) energin du tillför tekannan (med ∆T = (T-20)), men där har du inte m x c utan en siffra på 150J/K. Därefter får du en ekvation där du kan lösa ut T.

Jag förstår hur jag ska sätta upp ekvationen men jag förstår inte varför det blir så? T.ex varför är $∆T$ från tevattnet 90-T och $∆$T för tekannanT-20?Varför ska man sätta dessa energier lika med varandra?

Du vet formeln q=mcdeltaT. Du ska ju nu skriva q=q. Men vad är delta T?

Vi tar små steg. Du vet att vattnet som är kokhett hälls i i kannan som är rumstempererad. Detta kommer göra att vattnet kyls av och tekannan värms upp så att båda får samma temperatur. Vilken är denna temperatur? Låt det vara x, vi vet inte än men vi kan ta reda på det. I det ena fallet sjunker temperaturen från 90 till x (vattnet), i det andra fallet ökar temp från 20 till x (själva tekannan). TemperaturSKILLNADEN skriver vi som 90-x och x-20.

Är du med på att från början har du en tekanna vars temperatur är 20^oC och 0,6 kg vatten vars temperatur är 90^oC?

Är du med på att det går åt 150 J för att värma tekannan 1 grad och att det frigörs 2 500 J (4,2kJ/kg*0,6kg) för varje grad som vattnet svalnar? Är du med på att energin som frigörs när tevattnet svalnar 1 grad räcker till att värma tekannan cirka 17 grader? (2500J/(150J/K))

Smaragdalena skrev:

Är du med på att från början har du en tekanna vars temperatur är 20^oC och 0,6 kg vatten vars temperatur är 90^oC?

Är du med på att det går åt 150 J för att värma tekannan 1 grad och att det frigörs 2 500 J (4,2kJ/kg*0,6kg) för varje grad som vattnet svalnar? Är du med på att energin som frigörs när tevattnet svalnar 1 grad räcker till att värma tekannan cirka 17 grader? (2500J/(150J/K))

Jag är med fram tills att det frigörs 2500 J för varje grad som vattnet svalnar, sen hänger jag inte med?

Den specifika värmekapaciteten för vatten är 4 182 J/kgK, d v s det går åt ungefär 4,2 kJ för att värma 1 kg vatten 1 grad. Hur mycket energi går det åt för att värma 0,6 kg vatten 1 grad?

Då måste det gå åt 0,6 x 4182, alltså cirka 2500 J?

Ja. Hur mycket energi "blir det över" när 0,6 kg vatten svalnar 1 grad?

Det är väll samma alltså 2500 J, eller?

lindakarlsson skrev:

Jag förstår hur jag ska sätta upp ekvationen men jag förstår inte varför det blir så? T.ex varför är $∆T$ från tevattnet 90-T och $∆$T för tekannanT-20?Varför ska man sätta dessa energier lika med varandra?

I uppgift a ska man bortse från förluster, så allt som händer är att det går energi från vattnet till tekannan. Energin är oförstörbar, så det som händer är att den flyttar sig från vattnet till tekannan. Det är orsaken att vi sätter dessa lika stora - all energi som försvinner från vattnet tas upp av tekannan. Energin är storleksmässigt proportionell mot ändringen i temperatur, med olika proportionalitetskonstant; en konstant som är materialberoende.