Fysik 1 termosflaska

Du vet vilken energi som tillförs på den tiden, du vet hur mycket temperaturen ökat, och du vet hur mycket energi som då går åt till att värma upp termos och värmelement, resten går år till att värma vattnet. Värmekapacitiviteten för vatten är känd, men mängden är det du behöver teckna en ekvation för.

Hej, du behöver inte skriva fysik 1 i rubriken. Däremot är det trevligt om du skriver vilket kapitel, tex energi och värmekapacitet

Jag tänker att energin bör vara Q=t x P som då blir 300 x 130 = 39000 J. Är det rätt? Isåfall hur ska jag gå vidare?

Du har räknat hur mycket energi som elementet tillfört under fem minyter, men du behöver räkna på de två tidsperioderna (2+3) separat eftersom olika saker händer under de. Gör samma uträkning för 2 och 3 minuter.

Hur kommer det sig att termosens temperatur inte ökade under de första 3 minutrarna trots att elementet var påslaget?

Okej, så under de 3 första minutrarna tillförs 23400 J och under de 2 sista tillförs 15600 J. Att termosens temperatur inte ökar under de tre första minutrarna tror jag beror på att det var under den perioden som isen smälte och då kan ju inte temperaturen öka förrän all is smält, visst? Hur gör jag nu?

Ja exakt, isen höll på att smälta. Det tog 23400 J att smälta isen, vet du vilken formel du ska använda här?

Det tillförs 23 400 J  till termosen under de första 2 3 minuterna. Denna energi gick åt för att smälta isen. Hur många gram is var det?

Det var 0,070 kg is, fast det var under de 3 första minutrarna

Vilken temperatur har vattnet efter 3 minuter?

När man har tillfört ytterligare 15 600 J har vattnet blivit 12 grader varmare. Hur mycket vatten var det?

Temperaturen i 3 min vet man är 0 grader. Ska man använda Q=c x m x $∆T$ och lösa ut m när T är 12, Q är 15600 och c är 4182?

Ja, men se till att använda korrekta enheter på alla storheter, så är det större  chans att det blir rätt svar på slutet.

Om jag använder den formeln får jag massan till 0,3 kg, och sen hade vi 0,070 kg från isen, men det är inte rätt. Vart gör jag fel?

Om det var 300 gvatten som värmdes, så kom 70 g från isen och 230 g från vattnet från början.

Så de 300 g vatten är den totala mängd vatten och is? Hur får man reda på det? Jag förstår inte riktigt teorin bakom?

Det är 300 g vatten som värms från 0 till 12 grader, det har du räknat ut. Det var 70 g is som smälte, det har du räknat ut. Från början hade man en blandning av is och vatten, det står i uppgiften. Vi har 300 g vatten varav 70 g var is från början - hur mycket vatten var det från början?

230 g vatten?

Det finns minst ett par räknefel här

1. 130W i två minuter levererar 15600J som höjer temperaturen 12 grader. Om man nu värmer vatten 12 grader med 15600J så är mängden vatten $\raisebox{1ex}{$15600$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$(12*4182)$}\right.=311$gram vatten.
2. Av de 15600J som levereras är "Värmekapaciteten för termosflaskan med värmeelement är 84 J/K", dvs 12*84=1008 J går åt till att värma upp termos och teknik, så 15600-1008=14592 J återstår för att värma vattnet, vilket ger en massa av
   Visa spoiler

   14592/(12*4182)=291 g

   Det är dessutom lite olika siffror på värmekapacitiviteten för vatten i omlopp -- man kan hitta siffror mellan 4179 och 4185 beroende på var man tittar -- jag litar på att ni är givna data för den uppgiften. Egenskapen råkar vara temperatur- och tryck-beroende, så det är en bara "ganska" konstant konstant.

lindakarlsson skrev:

Så de 300 g vatten är den totala mängd vatten och is? Hur får man reda på det? Jag förstår inte riktigt teorin bakom?

För att förstå den här uppgiften så bör man tänka att den där perioden om 3 minuter när temperaturen är konstant är den period då isen smälter -- när sen temperaturen börjar gå upp igen så är det för att all is har smält. En blandning av is och vatten har alltid och hela tiden temperaturen noll grader, och om man stoppar in värme-energi i den blandningen så stiger inte temperaturen, utan all energi går åt till att smälta isen -- om temperaturen lättar från noll-strecket så vet man att all is har smält. Samma sak gäller om man kyler vatten -- när det börjar bildas is så "fastnar" temperaturen på noll grader till allt frusit och sen blir isen kallare.

I naturen kan det se lite annorlunda ut, och vatten har en märklig egenskap att det är som tyngst vid +4 grader, så på botten av en sjö (speciellt då det är lite kallare ute), eller på botten av havet, hittar man ofta vatten som är +4 grader. Men i en "lab-situation" som med din termos med uppvärmning så kommer situationen att vara mer "skolboksmässig" och man kan räkna att allt har samma temperatur i hela termosen och att värmen sprider sig som skolboksproblemsförfattaren vill.