Hur lägger man i doppvärmare

Introlabb

Vi mäter resistans samt kalkylerar effekten vid doppvärmare samt vattenkokare.

Vi mäter temperaturen då en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig kokas upp inom vattenkokare.

Mätdata nära kokning från vätska inom vattenkokare.

Ett samband mellan energi samt temperatur.

Mätningarna ovan visar för att då vattenkokaren sätts vid därför värms vattnet.

Den elektriska effekten blir alltså värme.

Uppvärmningen leder mot enstaka temperaturökning.

[math]\displaystyle{ W = P t }[/math]

[math]\displaystyle{ W \backsim \Delta T }[/math]

Värmeenergi

Ett något som ligger nära eller är i närheten term existerar termisk energi, vilket existerar löst definierat likt den energi hos enstaka lekamen vilket ökar tillsammans med dess temperatur.

En doppvärmare värmer en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig, oljor, syror, alkaliska blandningar samt kemiska bad.

Värme existerar den process var termisk energi flödar ifrån en struktur mot en annat.

Termisk energi existerar den inre energin inom en struktur såsom påverkas från temperaturen.

Temperatur

Kelvin (K) existerar SI-enheten till temperatur, uppkallad efter William Thomson, 1:e baron Kelvin. 1 K definieras såsom 1/273,16 från temperaturen nära vattens trippelpunkt (vilket motsvarar ett temperatur från 0,01 °C samt en tryck från 611,73 Pa).

Kelvinskalans nollpunkt existerar den absoluta nollpunkten. Enheten kelvin existerar vanligast förekommande inom tekniska samt vetenskapliga kontext. Celsiusskalan besitter kalibrerats således för att mätvärden inom grader Celsius existerar detaljerad 273,15 mindre än motsvarande mätvärden inom kelvin. Skalstegen existerar detaljerad lika stora; ett ökning inom temperaturen tillsammans 1 kelvin existerar identisk sak likt enstaka ökning tillsammans med 1 °C.

Sambandet mellan dem numeriskt värde skalorna lyder:

• T[K] = T[°C] + 273,15
• T[°C] = T[K] − 273,15

Wikipedia skriver ifall Kelvin

Termodynamikens huvudsatser

Inom tekniken behandlar området värmeöverföring den energitransport vilket sker mellan struktur.

Värmeöverföring leder mot ett förändring hos systemens termiska energi vilket är kapabel ske mot resultat från masstransport, värmeledning, konvektion alternativt termisk strålning.

Termodynamikens nollte huvudsats

Värme, alternativt värmemängd, existerar en term inom termodynamiken såsom beskriver den energiöverföring likt sker mellan numeriskt värde struktur mot resultat från enstaka temperaturdifferens, vilket postuleras inom termodynamikens nollte huvudsats.

Värme är kapabel även ses såsom den energiöverföring vilket sker mot enstaka struktur dock likt ej existerar inom struktur från sysselsättning.

Termodynamikens inledande huvudsats

Termodynamikens inledande huvudsats postulerar för att differensen mellan tillfört värme (Q) samt uträttat jobb (W) inom en struktur existerar lika massiv vilket förändringen inom systemets inre energi (U):

[math]\displaystyle{ \Delta U = Q - W \ }[/math]

Termodynamikens andra huvudsats

Värmeöverföringen existerar ett struktur från energiöverföring, värmeenergi.

Naturlig värmeöverföring sker endast spontant mot den kallare kroppen, inom enlighet tillsammans med termodynamikens andra huvudsats. Värmeöverföringen mot ett lekamen tillsammans identisk alternativt högre temperatur är kapabel endast ske tillsammans hjälp från enstaka värmepump via mekaniskt jobb alternativt tillsammans speglar samt linser såsom fokuserar den elektromagnetiska värmestrålningen samt därmed ökar dess flödestäthet.

Definition
Enkel formulering Om detta existerar ett temperaturskillnad mellan numeriskt värde kroppar flödar värme ifrån den varmare mot den kallare kroppen.

Definition
Två mer vetenskapliga formuleringar Värme är kapabel ej från sig egen vandra ovan ifrån ett lekamen nära lägre temperatur mot ett ytterligare tillsammans med högre temperatur. Rudolf Clausius formulering Det finns ingen process vars enda konsekvens existerar för att värme ifrån enstaka enda källa till värme helt omvandlas mot mekaniskt jobb. Lord Kelvins samt högsta Plancks formulering

för att spontana processer enbart sker inom enstaka riktning existerar en välkänt faktum; exempelvis svalnar ett mugg varmt bryggdryck inom rumstemperatur, dock identisk fat bryggd dryck blir inte någonsin varm igen bara från för att stå inom rumstemperatur.

Detta går ej för att bevisa teoretiskt. Liksom inom fråga ifall energiprincipen existerar detta praktisk upplevelse såsom besitter föranlett andra huvudsatsen. Texten samt citaten ovan ifrån Wikipedia

Entropi

Ju lägre entropin existerar, desto mer från värmet går således för att omsätta inom jobb - ju högre oordning, desto mer värme måste nödvändigtvis missa samt är kapabel omöjligen omsättas inom jobb.

En doppvärmare existerar elektriskt redskap till för att höja temperaturen hos vätskor.

mot praktiskt arbetesutbyte inkompetenta (låggradiga, lågvärdiga) värmeflöden kännetecknas således från upphöjd oordning medan detta mekaniska arbetet inom sig samt därmed besläktade energislag vilket elektricitet samt kemiskt bunden energi representeras från oordning lika tillsammans (eller många nära) noll.

med hjälp från ett värmepump kunna man tillsammans hjälp från mekaniskt sysselsättning lyfta värmen mot enstaka högre temperatur.

Idealt skulle man tillsammans med ett värmepump samt den mängd mekaniskt sysselsättning liksom gick för att utvinna inom enstaka ideal värmemotor behärska återföra all värme mot ursprungstemperaturen. inom praktiken finns dock förluster samt även ifall någon energi inte någonsin går förlorad kommer entropin oundvikligen ständigt för att öka inom en struktur vilket innehåller både värmemotor samt värmepump.

Den sammansatta processen innehåller således en irreversibelt moment - entropiförlust (= ökning från entropin) - såsom utför för att ursprungstillståndet ej helt samt hållet kunna återställas. Entropin förmå följaktligen även ses såsom karaktäriserande till graden från oordning hos tillståndet.

Wikipedia skriver ifall Entropi

Termodynamikens tredjeplats huvudsats

Minskad temperatur innebär minskad rörelse hos molekylerna.

Vid den absoluta nollpunkten (0 K) avslutas all rörelse samt varenda processer.

Övning - mäta temperatur

Uppgift
Snabblabb - Värmekapacitet Gör en eneklt experiment samt bestäm värmekapaciteten till dricksvatten Material: Doppvärmare, termos, dricksvatten, mätglas, febermätare (termoelement), stativ, klämma, muff. Kommentar Beroende vid hur man löser omrörningen således borde man erhålla en värde +- 1000.

Uppgift
Alternativ snabblabb Vi börjar tillsammans för att blanda vätska från olika temperatur till för att försöka anlända fram mot en ssmband mellan värme samt temperatur.

Uppvärmning samt avkylning

Specifik värmekapacitet

W = c m ∆T var ∆T 0 temperaturskillnaden, m = massan samt c = specifika värmekapaciteten. Ibland skriver man c_p var p anger för att detta existerar uppmätt nära konstant tryck. Enheten på grund av c existerar kJ/(kg·K)

Eftersom detta existerar enstaka temperaturskillnad agerar detta ingen roll ifall temperaturerna anges inom Celsius alternativt Kelvin.

detta blir däremot fel ifall man mot förmodan anger temperaturskillnaden inom Fahrenheit. Varför det?

Tabell ovan specifika värmekapaciteten till några ämnen

Detta existerar värdena på grund av metallerna inom fast form eller gestalt. observera för att värmekapaciteten skiljer sig mellan dricksvatten samt fryst vatten (som existerar en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig inom fast form).

Ämne	Cp [kJ/(kg·K)]
Järn	0,449
Aluminium	0,897
Vatten	4,181
Is	2,2
Silver	0,24
Etanol	2,44
Glas	0,84
Paraffin	2,1-2,9
Trä	0,4
Luft	1,00

Tabellen ovan ifrån Wikipedia

Materialens egenskaper

Om ni saknar formelsamling (men förmå engelska bra) är kapabel ni nyttja Wolfram Alpha på grund av för att erhålla reda vid termiska attribut till ämne, exempelvis smältentalpitet (specific heat of fusion) samt värmecapacitet (specific heat capacity).

Skriv mot modell specific heat of fusion Water inom vid wolfram alpha.com.

Uppgift

Hemuppgift A. Min vattenkokare hemma existerar märkt tillsammans med effekten 1520 Watt. detta tar x s för att värma 0.5 l 22-gradigt dricksvatten mot kokning. vad besitter den på grund av verkningsgrad. B. vandra bostad samt undersök verkningsgraden hos ett vattenkokare alternativt mikrovågsugn vid identisk sätt. detta ingår inom uppgiften för att klura ut en enkelt sätt för att mäta vattnets temperatur. Lösning mot A finns vid diskussionssidan.

Film

Tio minuters förklaring från Kamal Wafi:

Här existerar enstaka GeoGebra likt ni kunna nyttja mot för att räkna ut värmeenergin ifall c, m samt T existerar kända.

Självklart kunna ni nedteckna in andra värden vid m, c samt T. ni är kapabel även öppna filen samt utföra egna formeler. detta fungerar ungefär liksom Excel.

Backer standard doppvärmare används på grund av uppvärmning från vätskor inom öppna flaska såsom kar på grund av kemiska bad samt bad på grund av avsyrning alternativt avfettning dock kunna även användas på grund av för att värma vätskor inom tallrik samt hinkar.

Använd kalkylark på grund av för att åtgärda värmeuppgifter

Här beneath finns en kalkylark var ni kunna beräkna värmeenergin på grund av fyra olika ämnen genom för att mata in massa samt temperaturerna. temperaturskillnaden beräknaas automatiskt. angående ni lägger in formel vid någona ytterligare från variablerna kunna ni även räkan ut denna.

detta ganska användbart dock detta existerar miniräknaren ller Wolfram|Alpha även.

En doppvärmare tillsammans effekten 300 W värmer 600 g (kallt) vatten.

Här fanns ett gång ett GGB-applet.

Räkneuppgift - Fritidshuset

Uppgift
Det kalla fritidshuset. Du kommer ut mot fritidshuset var detta bara existerar fem grader varmt. ni kopplar in enstaka värmefläkt. Hur snabbt blir detta enstaka mysig temperatur?

Faser samt fasövergångar

Länk:latent heat

Tänkbar uppgift existerar för att flippa ovan mot den svenska motsvarande sidan samt utöka denna.

Klicka vid svenska inom vänsterspalten.

Nu bör detta ej bara handla angående för att värma saker. Ibland behöver man räkna vid vilket likt sker nära fasövergångarna. nedan ser ni en diagram var fryst vatten värmts ifrån -20 C. Sedan besitter isen smält vattnet värmt samt sedan förångats.

Här fanns ett gång enstaka GGB-applet.

Smältvärme

Fil:IsSmelter.png

Experimentet tillsammans med fryst vatten liksom smälter ägde en termoelement infruset inom ett klump fryst vatten ifall cirka 1,5 dl storlek.

Isklumpen placerades inom ett kastrull likt stod vid ett värmeplatta. Värmeplattans konsekvens sattes vid trean. Termoelementet existerar kopplat mot ett multimeter samt mäter temperaturskillnaden mellan mätpunkten samt ett referenspunkt inne inom mätinstrumentet. Detta ger upphov mot en systemeatiskt fel även ifall termoelementet mäter relativt exakta temperaturförändringar.

inom denna mätning ligger tmperatuerna cirka 2 grader till högt. detta vet oss ju eftersom oss börjar mäta inom fryst vatten.

Man ser från grafen för att isen smälter utan för att öka inom temperatur. Smältvattnet besitter dock ökat inom temperatur beneath detta för att isen smält därför ser oss enstaka snabb ökning från den uppmätta temperaturen då termoelementet kommer ut ur isen samt hamnar inom detta varma vattnet.

Därefter ser oss enstaka någorlunda jämn ökning från vattnets temperatur beneath effekt från tillförd värme ifrån värmeplattan.

Detta enkla experiment visar numeriskt värde från dem viktiga sambanden inom värmeläran samt den nya formeln lyder därför här:

[math]\displaystyle{ E = c_s m }[/math]

Som sålunda ofta existerar fallet använder olika författare olika beteckningar vid storheter samt konstanter.

Läromedlet länk eller koppling Fysik skriver formeln på grund av smältvärme vid nästa sätt:

[math]\displaystyle{ W_s = l_s m }[/math]

Ångbildningsvärme

[math]\displaystyle{ E = c_k m }[/math]

eller W_å = l_åm såsom länk eller koppling skulle skrivit.

Experiment tillsammans med ångbildningsvärme

Doppvärmare märkt 300 W.

[math]\displaystyle{ P = \frac {W} {t} }[/math]

[math]\displaystyle{ W = Pt (1) }[/math]

[math]\displaystyle{ t = 4 min = 240 s. }[/math]

[math]\displaystyle{ m_f_o_r_e = 300 ml = 0.3 kg }[/math]

[math]\displaystyle{ m_{efter} = 270 ml = 0.27 kg }[/math]

Massan vid detta förångade vattnet = 0.300-0.270 = 0.030 kg W = l_å*m <==> l_å = W/m l_å = Pt/m angående man använder (1) l_å = 300*240/0.03 = 2400 kJ/kg

Tabellvärdeet existerar 2260 kJ/kg

Felkällor: Mätningen från vattnets volym existerar ej vidare noggrant.

Vidare besitter oss gjort antagandet för att all värme ifrån doppvärmaren går mot för att förånga vattnet dock viss värme strålar säkert inom luften alternativt leds försvunnen från termosen.

Uppgift: Antag för att oss besitter gjort utmärkt mätningar ovan dock för att ej 100% från effekten går in inom förångningen. Vilekn verkningsgrad besitter oss då ifrån doppvärmaren inom vattnet?

Verkningsgraden = P_effektiv/P_doppvärmare = W_effektiv/W_doppvärmare = l_å,tabell*m/l_{å,experiment}*m = 2260/2400 = 94 %

Övrigt

Tabell ovan smältentalpitet samt ångbildningsentalpitet

Ämne	ls [kJ/kg]	lå [kJ/kg]
Etanol	105	841
Glykol	-	800
Vatten	334	2260
Metanol	-	1100

Kamal Wafi redogör uppvärmning samt fasövergångar

Kamal Wafi beräknar vid uppvärmning från en ämne

detta existerar utmärkt för att äga enstaka operativ teknik då man löser bekymmer samt utför beräkningar.

på denna plats kommer enstaka upgpift var ni övar detta samt får tillsammans dig ett köpcentrum på grund av för att åtgärda framtida information.

Uppgift
Problemlösingsstrategi Lös någon arbetsuppgift tillsammans hjälp från ett köpcentrum vilket bör träna dig inom för att nyttja ett trygg problemlösningsstrategi: köpcentrum till för att åtgärda fysikproblem

Verkningsgrad

Praktisk räkneövningvning TE11

Bestäm verkningsgraden på grund av snabbkokare samt vattenkokare genom för att räkna baklänges

bestäm sedan ångbildningsentalpin.

Bestäm utfall in ifrån värmeplattan genom för att räkna baklänges. Bestäm ångbildningsentalpin.

Värmeöverföring samt Kylmaskiner samt värmemotorer

Överkurs

Här existerar mallen till för att åtgärda fysikproblem vilket ni använde vid lektionen

Dela ut labbinstruktion mot värmelabben.

Värmeöverföring

Det finns tre typer från värmeöverföring:

• strömning, exempelvis luften inom en boende alternativt vätskan inom ett kastrull.
• ledning inom metaller samt andra material.
• strålning, exempelvis ifrån ett flamma, matlagningsapparat alternativt solen.

Demo: Visa gärna värmeöverföring tillsammans metallstavar samt provrör.

Film ifall värmeöverföring

Komprimering från ett gas

Komprimering från enstaka gas innebär för att en sysselsättning uträttas, dvs energi tillförs samt trycket ökar. Komprimeringen utför för att volymen reducerar. Detta leder mot för att temperaturen ökar i enlighet med allmänna gaslagen. Tänk vid enstaka cykelpump.

Den blir varm då luften inom den komprimeras.

[math]\displaystyle{ pV = nRT }[/math]

Kompressionen inom sig innebär för att volymen reducerar samt trycket ökar. detta tillförda arbetet innebär för att temperaturen ökar.

• Adiabatisk process
• Carnot-cykeln. Steg 3 samt 4 inom Carnotcykeln motsvara pumpens hoptryckning från gasen. Isotermisk kompression (där arbetet ger en värmeflöde) följt från isentropisk kompression då temperaturen ökar.

  Enklare uttryckt: Arbetet vid gasen blir värme samtidigt vilket enstaka kompression.

Mikroexperiment: Andas ut vid din grabb. Hur känns det? Blås vid handen. Hur känns detta nu? för att detta blir kallare då man blåser beror vid för att luften existerar beneath tryck inom munnen dock sedan reducerar trycket utanför munnen varvid temperaturen sjunker.

Lärarinstruktion mot simuleringen nedan.

ifall ni trycker ned locket ökar temperaturen inledningsvis samt sedan ökar trycket. Jämför ideala gaslagen.

Kylning

Länkar:

Kylskåpets funktion

Man förmå förklara hur kylskåpet fungerar genom för att titta vid hur gasen komprimeras samt expanderar.

Kompressorn komprimerar (pressar ihop) gasen utanför kylskåpet. detta ökar temperaturen vid gasen dock sedan går gasen inom ringlande rör vid baksidan från kylskåpet samt kyls från. Sedan går gasen igenom ett strypventil såsom håller trycket mot kompressorn. dock efter strypventilen lättar trycket samt gasen expanderar inom detta rör likt går in inom kylskåpet.

då gasen expanderar kyls den från samt kunna därför ta emot värme ifrån kylskåpet såsom blir kallare. Även denna plats går gasen inom ringlande rör samt den blir varmare mot slutet. Röret går ut ur kylskåpet igen samt kommer mot kompressorn likt suger in gasen samt pumpar upp den inom tryck inom gen vid andra sidan. sålunda ser cykeln ut samt den återkomma därför fort kylskåpet behöver kylas.

Värmekabel existerar en komplement mot doppvärmare, ledning liksom man lägger vid botten från akvariet ser mot för att vattnet läka tiden håller enstaka jämn temperatur inom ditt akvarium, perfekt till känsliga växter tex.

Länkar

Värmemotorn samt Carnotprocessen

W_a = W_varm - W_kall

Verkningsgrad till värmemaskiner

Härledning:

η = W_nyttig/W_tillförd = W_a/W_varm = (W_varm - W_kall)/W_varm = 1 - W_kall/W_varm = 1 - T_kall/T_varm

Repetition

Tisdag v 5 samt fredag v 5

Titta vid Lars matförvaring utan skåp

Räkna

Facit mot provet såsom PPT

Själva provet finns för att printa nedan samt ett Powerpoint tillsammans modell vid lösningar.

oss samtalar om ursprunglig lösningarnas kvaliteter samt hur man är kapabel bedöma respektive arbetsuppgift. Därefter sättter ni bedömning vid uppgiften inom till er test. Ni fullfölja sedan ett samlad analys från betyget vid provet. Jag godkänner sedan er personlig granskning.

Facit mot provet Fysik 1 Värme utgåva 2