FörberedandeFysik

Versionen från 8 december 2009 kl. 09.36 (redigera) Lena Chytraeus (Diskussion | bidrag) ← Gå till föregående ändring		Versionen från 8 december 2009 kl. 09.38 (redigera) (ogör) Lena Chytraeus (Diskussion | bidrag) Gå till nästa ändring →
Rad 35:		Rad 35:
	Kulans temperatur sjunker under temperaturutjämningen och kulan avger värme,		Kulans temperatur sjunker under temperaturutjämningen och kulan avger värme,
-	(ÁT)kula<0 och Qkula<0 ,	+	<math>\Delta T)_{kula}<0</math> och <math>Q_{kula}<0</math>,
	medan vattnets temperatur ökar och vattnet tar emot värme från kulan,		medan vattnets temperatur ökar och vattnet tar emot värme från kulan,
-	(ÁT)vatt>0 och Qvatt>0	+	<math>(\Delta T)_{vatt}>0</math> och <math>Q_{vatt}>0</math>
	Ingen värme går förlorad till omgivningen så det värme som avges av kulan förs över till vattnet,		Ingen värme går förlorad till omgivningen så det värme som avges av kulan förs över till vattnet,
-	Qvatt=−Qkula .	+	<math>Q_{vatt}=−Q_{kula}</math>.
	Resten är matematik;		Resten är matematik;

---

Versionen från 8 december 2009 kl. 09.38

Det är givet att,

\displaystyle m_{kula}=0,20kg och \displaystyle V_{vatt}=0,15 liter.

Begynnelsetemperaturerna är också givna,

\displaystyle T_{kula,1}=273+80K=353K,

och,

\displaystyle T_{vatt,1}=273+20K=293K.

Mängden vatten ges som en volym så värdet hos densiteten för vatten,

\displaystyle \rho _{vatt}=1,0\cdot 10^3kg/m^3,

hämtas från en tabell och ger,

\displaystyle m_{vatt}=\rho _{vatt}V_{vatt}=0,15kg.

Överförd värme beräknas med,

\displaystyle Q=mc\Delta T=mc(T2−T1),

så värdet hos de specifika värmekapaciteterna hos koppar och vatten,

\displaystyle c_{Cu}=0,39kJ/(kg\cdot K),

och,

\displaystyle c_{vatt}=4,2kJ/(kg\cdot K),

måste också hämtas från en tabell.

Kulans temperatur sjunker under temperaturutjämningen och kulan avger värme,

\displaystyle \Delta T)_{kula}<0 och \displaystyle Q_{kula}<0,

medan vattnets temperatur ökar och vattnet tar emot värme från kulan,

\displaystyle (\Delta T)_{vatt}>0 och \displaystyle Q_{vatt}>0

Ingen värme går förlorad till omgivningen så det värme som avges av kulan förs över till vattnet,

\displaystyle Q_{vatt}=−Q_{kula}.

Resten är matematik;

Qvatt=−Qkula)mvattcvatt(T2−Tvatt;1)=−mkulacCu(T2−Tkula;1) ,

och, T2=mvattcvatt+mkulacCumvattcvattTvatt;1+mkulacCuTkula;1=300K motsv 28ÎC .

Den slutliga temperaturen, T2 , ligger närmare vattnets begynnelsetemperatur, Tvatt;1, än kulans begynnelsetemperatur, Tkula;1, eftersom vattnets värmekapacitet,

Cvatt=mvattcvatt=630J=K ,

är nästan 10 gånger högre än kulans värmekapacitet,

Ckula=mkulacCu=78J=K .

Notera att beräkningen är oberoende av valet av temperaturskala. Vi kan byta till en temperaturskala med en annan nollpunkt genom att skriva,

Tkula;1=T0kula;1+T0 ,

Tvatt;1=T0vatt;1+T0 .

Den slutliga temperaturen T02 ges då i termer av T0kula;1 och T0vatt;1 på exakt samma sått som T2 ges i termer av Tkula;1 och Tvatt;1. Just do it!