Säiliö, jonka tilavuus on 50 litraa, on aivan täynnä 20-asteista vettä. Kuinka paljon vettä valuu yli, kun lämpötila kohoaa 100 asteeseen?
Auttakaa laskemaan??
Huonomatikkapää
241628
0Äänestä
Muut lukivat myös
Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastainen viesti.
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 24
Vanhimmat
tuskin sulla niin huono matikkapää on! tuossahan tarvitaan vain vähennyslaskua.. se, että tietää mitä vähennetään mistä, niin siihen pitää olla muutakin kuin hyvä matikkapää.
Mitä kertoo oppikirjasi veden lämpölaajenemisesta? Kuinka paljon veden tilavuus kasvaa tuon lämmityksen vuoksi?
Jos ilmanpaine on matala, vesi kiehuu pois, ennen kuin saavuttaa 100 astetta. Joka tapauksessa vettä haihtuu, ennen kuin 100 astetta saavutetaan. Eli tehtävä on huonosti määritelty.
Myös astia laajenee.
Kuten aina ennenkin: Oleta pyöreä lehmä.
Kun siis haihtumisesta ja astian laajenemisesta tai ilmanpaineesta ei ole kerrottu mitään niin oletetaan että vesi ei haihdu, astia on tehty metallista joka ei lämpölaajene (invar, inovco) ja paine on normaali NTP ilmanpaine.
Ei tehdä tästä vaikeaa kun tehtävää ei ole tarkoitettu vaikeaksi.
juuri näin ja se vastaus on 50*(1,0434/1,0018-1) = noin vähän vajaa 2,1 litraa
Tähän loppukevennyksenä:
Olin joskus maalitehtaassa töissä ja pumppasin ulkoa -20 asteista liuotinta sisälle , jossa oli noin 20 astetta lämpötila. Tuhannen litran säiliö , johon pumppasin oli varustettu koholla, eli se koho näytti koska säiliö oli täynnä.
Pumppasin säiliön täyteen ja lähdin kotio.
Seuraavana aamuna säiliön ylivuotolaarissa oli parisataa litraa liuotinta.
Just se siihen oli mahtunu, mutta, jos olisikin ollut kovempi pakkanen....
Jos olisi kysytty lämmittämisestä vaikkapa 80 asteeseen, tehtävä ei olisi ollut yhtään vaikeampi, mutta silloin ei olisi tarvinnut spekuloida haihtumisilla ym. Ja astian lämpölaajenemisen huomiotta jättäminen pitäisi mainita. Kannattaisi tehtäviä laadittaessa hieman miettiä sen yksikäsitteisyyttä.
Todellisen fyysikon tuntee siitä, että hän osaa erottaa olennaiset tekijät epäolennaisista. Kun olennaiset on saatu selvitettyä rittävän tarkasti, voidaan sitten siirtyä epäolennaisiin.
Joutava nipotus ei ole muuta kuin osaamattomuutta.
No itse olen fyysikko ja tiedän kokemuksesta, että pitää tarkkaan pohtia monien eri tekijöiden vaikutusta, muuten menee metsään. Jos tuota ilmiötä yritettäisiin kokeellisesti demonstroida, saataisiin luultavasti aika lailla eri tulos kuin täällä laskettu. Olen yrittänyt kertoa, miten tehtävää voitaisiin parantaa niin että se ei muuttuisi vaikeammaksi mutta epäselvyyksiä ei jäisi. Olisiko se liian ylivoimaista lisätä tuohon tehtävään 8 sanaa: Veden haihtumista ja astian lämpölaajenemista ei oteta huomioon? Keitä ne ovat jotka täällä jatkuvasti nipottavat tuollaisista parannusehdotuksista, opettajia, joille tehtävät ovat täydellisiä ja pyhiä?
1. Wikipedia: Thermal expansion. Nesteistä mainitsee tuon "apparent and absolute expansion of a liquid".
2. W antaa tilavuuden laajenemiskertoimeksi vedelle lämpötilassa 20 astetta C antaa luvun 207 /(10^(- 6) K^(- 1)).
Springerin "Handbook of Physics" antaa arvoja taulukoituina eri lämpötiloissa /(10^(- 4) K^(- 1)):
5 - 10 0.53
10 - 20 1.50
20 2.07 (siis sama kuin W:ssa annettu)
20 - 40 3.02
40 - 60 4.58
60 - 80 5.87
Mistähän sait tuon laskelmasi tehtyä?
Jatketaan+vielä+tuosta+nikki+Huomautan_kuitenkin+epäoleellisuusteemasta.+Arvioisin+että+astian+tilavuuslämpölaajemeninen+on+5-10+%+siinä+olevan+veden+lämpölaajenemisesta.+Haihtumisen+määrää+on+vaikeampi+laskea.+Jos+ilmanpaine+on+alhainen,+kiehumispiste+voi+olla+esim.+99+astetta.+Nämä+ovat+siis+nikki+Huomautan_kuitenkin+mielestä+epäoleellisia+fysikaalisia+ilmiöitä,+joita+ei+tarvitse+mitenkään+ottaa+huomioon?+No+opettajille+ne+saattavat+olla+epäoleellisia,+sillä+heille+on+tärkeintä+opettaa+oppilaat+tunnistamaan,+mitä+kaavaa+tai+taulukkoa+sovelletaan+ja+sitten+mekaanisesti+laskemaan.+Vähät+asioiden+fysikaalisesta+ymmärtämisestä.
Niin voisihan olla mahdollista, että säiliö olisi Mount Everestin huipulla ja se olisi ehtinyt kiehua täysin tyhjäksi!
Jos tätä ei ole mainittu laskun vastauksessa, ei siitä tietenkään voisi antaa täysiä pisteitä.
Vastaan "Martan" puolesta, ihmettelin itsekin ensin noita lukuja, mutta kokemuksesta oletin niiden pitävän paikkansa, ja niinpä :
www.taulukot.com/fysiikka/mekaniikka_termodynamiikka/
Nikille Eipä_tosiaan: eiköhän se ole niin, että täydet pisteet saa, jos on mekaanisesti laskenut laskun Ainolla Oikealla Tavalla. Ja vähennyspisteitä saa, jos menee "nipottamaan" joistakin muista fysikaalisista ilmiöistä, jotka saattaisivat vaikuttaa tulokseen.
Vaan onkohan tuo totta. Jos lämmitettäisiin 1000 asteiden toholla sitä astiaa, ettei se kerkeäisi lämpenemään 100 asteiseksi se vesi?
Kysymyksessä ei myöskään ole rajattu sitä pois, etteikö astia olisi suljettu.
Kyllähän tehtävässä tuo "kuinka paljon vettä valuu yli" viittaa siihen, että kyseessä on avoin astia. Mount Everest kommentit ovat typeriä. Mutta jos olisi kyseessä koetilanne ja minun pitäisi laskea ennalta, kuinka paljon vettä valuu yli, en näkisi sitä ihan helpoksi. Tuota astian lämpölaajenemista jo kommentoin. Lisäksi 100 asteen loppulämpötila on ongelmallinen, koska se voi olla kiehumislämpötila, tai hieman sen ylä- tai alapuolella säätilasta riippuen. Eli kysymys on, miksi on valittu juuri tuo lämpötila, koska kiehuminen ei ilmeisesti ole tehtävän kannalta olennaista?
no "NoinOn" laskepa meille malliksi, jos sama tehtävä ja paine onkin lopuksi vain 0,12 bar? muuten sama.
Tässä on naureskeltu ja viisasteltu, mutta yhtään oikeata vastausta ei ole tullut.
Tämähän on laskettava kiloina:
M20=roo20*50 , ja M100=roo100*50
Massaa on lattialla jossain lämpötilassa , jota ei tiedetä, koska erilämpöistä vettä on koko ajan valunut yli.
M20-M100= 50(roo20-roo100)=50(0,9982-0,9586)= noin 1,98 (kg)
Siinä se.
Jos sen annetaan jäähtyä siihen 20 asteeseen, niin sitä on 1,98/0,9982= noin 2 litraa
M20-M100= 50(roo20-roo100)=50(0,9982-0,9586)= noin 1,98 (kg), tuossakin on väärä jälkimmäinen tiheys, korjataan. Vielä keritään kun kukaan ei tätä näköjään ole viitsinyt lukea.
M20-M100= 50(roo20-roo100)=50(0,9982-0,95836)= noin 1,992 (kg), ja
1.9955(l), eli noin 2 litraa sitten lattialla jäähtyneenä kahteenkymmeneen.
Martan luku noin 2,08 (l) olisi vesilätäkkö lattialla sata-asteisena, mutta eihän sen lämpötila ikinä voi sataa astetta olla.
Vastataan vaan : Noin 2kg on vettä poistunut säiliöstä.
Jos säiliö on umpinainen ja tiivis, ei vettä valu eikä haihdu yhtään. Paine kyllä nousee, mutta ei niin että astia räjähtäisi jos se on yli 2cm paksua lujuusterästä.
Kaikenlaista idioottia täällä löytyykin. Vesi ei laajene yhtään noustessaan 100 asteeseen mistä hyvänsä alkupisteestä. Joten vettä ei valu mihinkään yli.
Luulen, että tässä on kyse lukion FY2-kurssin sisällöstä, jossa lämpölaajenemisia lasketaan näin:
V = 50 l
t1 = 20 astetta
t2 = 100 astetta
jolloin lämpötilanmuutos kelvineinä on 80 K
Vedelle tilavuuden lämpötilakerroin on 0,21 * 10^-3 1/K
Vesi laajenee seuraavasti
0,21 * 10^-3 1/K*50 l * 80 K=0,84 l
Koska tehtävänannossa sanottiin, että 20-asteinen vesi täyttää astian kokonaan, tuo laajentunut määrä on se määrä, joka valuu yli.
Saatetaanhan sitä noin laskea, mutta ei silloin oteta huomioon, että veden lämpölaajemiskerroin ei ole vakio annetulla väliilä. 20 asteessa se on tuo 0,00021/k mutta 50 asteessa se on 0,00058/K ja 90 asteessa 0,00070/K. Eli parempi tapa on ottaa taulukoista veden tiheysarvoja ja perustaa laskelma niihin, kuten edellä on tehty.