Kuparikappaletta, jonka massa on 376 g, lämmitetään uunissa, jolloin kuparin lämpötila muuttuu oheisen kuvion mukaisesti. a) Selitä, mitä kuparissa tapahtuu ajanjaksoina I, II ja III. b) Laske kuparin vastaanottama teho vaiheissa I ja II.
Kuvaaja täällä: http://materiaalit.internetix.fi/fi/opintojaksot/yo/fysiikka/s91fy
Kyseessä tehtävä 2.
Itse olen laskenut:
Q=P t' t'= 900 s
Q= c (cu) * m (cu) * T2-T1 s(cu) * m (cu)
=0,387*0,376*380 205*0,376
=132,37456 kJ
P=Q/t'=132,37456 /900 =0,14708 W
Eli toisin sanoen fail! Oikea vastaus olisi 63 W. Ilmeisesti koko tapani ajatella toi on ihan väärä. Ajattelin, että tuon 15 minuutin aikana kupari ensin lämpenee sulamispisteeseen ja sen jälkeen sulaa. Mutta ei. ajattelin vääri. Help!
Kuvaaja täällä: http://materiaalit.internetix.fi/fi/opintojaksot/yo/fysiikka/s91fy
Kyseessä tehtävä 2.
Itse olen laskenut:
Q=P t' t'= 900 s
Q= c (cu) * m (cu) * T2-T1 s(cu) * m (cu)
=0,387*0,376*380 205*0,376
=132,37456 kJ
P=Q/t'=132,37456 /900 =0,14708 W
Eli toisin sanoen fail! Oikea vastaus olisi 63 W. Ilmeisesti koko tapani ajatella toi on ihan väärä. Ajattelin, että tuon 15 minuutin aikana kupari ensin lämpenee sulamispisteeseen ja sen jälkeen sulaa. Mutta ei. ajattelin vääri. Help!
Vastaukset 7
Vanhimmat
Miksi 132,3745 KILOjoulia pitää jakaa 900:lla, kun diagrammin mukaa vaiheiden I ja II yhteinen aika on kuitenkin 35 minuuttia eli 2100 sekuntia? Eikö joulit kannattaisi jakaa sekunneilla?
Lisäksi olet joskus kuullut – laskustasi päätellen – materiaalien sulamislämmöstä, joka säilyttää materiaalin sulamislämpötilassa, kunnes kiinteä aine on täysin sulanut, minkä jälkeen lämpötila jälleen alkaa kohota.
Laskun b-kohta kuuluu sitä paitsi "Laske kuparin vastaanottama teho vaiheissa I ja II", eikä "Laske kuparin vastaanottama teho vaiheessa I."
a) I: lämpenee, II: energia menee faasi muunnokseen, III: sula kupari lämpenee
b) kohdassa I: P= m*c*dT/t = (0,376kg*389J/kgC*(1080-690))/(15*60)=63,4 W
kohta II: P = s*m/t = (209 kJ/kg*0,376 kg)/(20*60)=0,0655 kW=65,5 W
Peräti ihmeissään: vastauksista päätellen ne pitää laskea erikseen eli niin kuin asd on tehnyt. Oikeat vastaukset ovat Vaiheelle I 63 W ja Vaiheelle II 64 W. Eli sen takia mulla oli tuo 900 s eli 15 minuuttia vaiheelle I. Vaihe II taas kestää sen 20*60 sekuntia. Eli sekunneilla olen jakanut.
asd: huomasin juuri, että tuossa linkissä eli varsinaisessa kokeessa ollut kuvaaja eroaa hieman minun oppikirjan kuvaajasta. Siinä lämpötilan muutos olisi 1080-700, mutta siitä tulee sitten 62 W. Oliko muuten ajatuksenasi se, että tuo kupari ei pääse ihan sinne 1083 asteeseen eli sulamispisteeseen joten sitä sulamislämpöä ei lasketa. Minäkin ajattelin aluksi niin, mutta sitten sain kokoajan vain tuota 62 W vastaukses, että ensimmäisestä viestistäni päätellen on pää ollut ihan sekaisin kun oon kirjoitellut, Tosiaan hieman yksiköt heittelee tuossa ekassa viestissä.
Kyllähän tuossa se sulamislämpö on laskettu eli s=209 kJ/kg. Eli se kupari pysyy siinä hyvin lähellä sulamispistettään kunnes koko kappaleen faasi muutos on tapahtunut ja sit rupee taas lämpötila nousemaan. Toi aikasempi esitys oli kahessa vaiheessa selkeyden vuoksi kun en ole varma pitikö eritellä niitä vaiheita mutta järkevin vastaus lieneisi laskea näiden kahden vaiheen energian tarve yhteen ja jakaa sit I ja II vaiheeseen kokonaisuudessaan kuluneella ajalla.
Montako prosenttia kuparista paloi uunissa jolloin sen massa vähentyi?
Ei yhtään, koska käytettiin suojakaasu-uunia.