natuurkunde
 

Ik zit vast met een tentamen oefening maar ik heb geen antwoorden en ik d8 misschien kan jullie me helpen.

opgave 3.
spresso apparaten zijn vaak uitgerust met een stoompijpje om melk op te warmen.
het deel dat voor de bereiding van de koffie wordt gebruikt wordt in deze opgave buiten beschouwing gelaten. Neem aan dat het watervat en het melkkannetje de warmte perfect isoleren.
In het vat bevind zich 150 ml water. het water in het vat wordt door een elektrische element verwarmd. ( de grafiek geeft aan temperatuur in C tegen tijd in sec. ) bij 0 t(s) is temp 20 C . bij 120 sec is de maximaale temp 120 c.


a. bereken de hoeveelheid warmte die nodig was om het water tot 120 C te verwarmen?
Q= hoeveelheid warmte
c= soortelijkwarmte (zie binas)
T= (120-20)
Ik had zelf deze formule gebruikt Q= c.m.delta T
Q= 4.18.10^3* 0.150*100
Q= 62700 j
maar ik kwam in de vraag in probleem.

b. Toon aan dat het benodigde vermogen om deze warmte toe te voeren ongeveer gelijk is aan 0.5 KWh.
ik heb de formule voor vermogen gebruikt kwam ik niet uit als heb ik joule omgezet naar kwh.

c. het verwarmingsproces gebeurde met een rendement van 80%
bereken het vermogen van het elektrische element?

ik hoop dat jullie me kunnen helpen !!!!!!!!!

Je haalt hier 2 eenheden door elkaar. Het vermogen wordt namelijk uitgedrukt in Watt, waarbij 1 Watt gelijk is aan 1 Joule per seconde, terwijl 1 kWh gelijk is aan
1000 W*3600 s=3,6*10⁶ Ws=3,6*10⁶ J. Er geldt: P=Q/t=62700 J/120 s
=62700/120 W=6270/12 W=3135/6 W=3,135/6 kW=0,52 kW.

Een rendement van 80% betekent dat slechts 80% van de toegevoerde energie nuttig is gebruikt, dus dat betekent dat het elektrische element per seconde in totaal 3,135/4,8 kJ aan energie levert, dus het totale vermogen is dan 3,135/4,8 kW
=0,65 kW.

formule voor alle soorten rendement:

rendement = E_nuttig / E_in = P_nuttig / P_in

een vraagje hoe doe je dat ?? waarom telkens delen door 6.
ik deed 62700/ 3,6.10^6.
is dat fout.

Als je deelt door 3,6*10⁶ ga je er van uit dat het 3,6*10⁶ seconden duurde om het water te verwarmen. Er geldt echter: t=120 s en Q=62700 J, dus het vermogen is dan P=Q/t=62700 J/120 s=62700/120 W. Merk op dat 62700 en 120 allebei deelbaar zijn door 10, dus 62700/120 W=6270/12 W. Merk vervolgens op dat 6270 en 12 allebei deelbaar zijn door 2, dus 6270/12 W=3135/6 W. Omdat 1000 W gelijk is aan 1 kW geldt: 3135/6 W=3,135/6 kW=0,52 kW.

ja klopt tnxx ik begrijp het alleen vraag c snap ik niet echt als ik die formule van rendement gebruik kom ik niet uit . maar zo asl jij hbet gedaan.
alleen. die 4,8 is toch sec 6*0.8=4.8 of niet gebruyikje die formule voor rendement niet?

3.135/4.8 = 0.65

sorry laat ma ik kom tog wel uit met de formule van rendement tnxxxxxx allemaal!!!

Daar ben ik weer maar ik kom met deze opgave ook niet uit!! :(

opgave 4.cilinderglas met stemvork

Een lucht kolom in een gedeeltelijk met water gevuld cilinderglas resoneert sterk met een erboven gehouden aangeslagen stemvork met een frequentie van 532Hertz.
De luchtkolom boven het water in het cilinderglas is dan 75.0 cm hoog.
a. geef de naam v.h golfverschijnsel in het geval van resonatie.

Ik d8 dit noem je gedwongen trilling

b. Bereken de voortplantingssnelheid v.h geluid in lucht tijdens dit experiment?

Ik heb deze formule gebruikt maar ik kom er niet uit!
v=f* labda(golflengte)

c. In het geval van resonatie ontstaan er buiken.Hierbij is het bekend dat de buik bij het uiteinde van het cilinderglas zich buiten het cilinderglas bevindt.
Geef de afstanden vanaf het wateroppervlak waarop in de twee genoemde gevallen van resonantie buiken aanwezig zijn.?

a.
Volgens mij is het antwoord dat ze zoeken een staande golf, waarvan de knopen en buiken dus niet in voortplantingsrichting bewegen.

b.
De luchtkolom is 0.75m, de frequentie is 532 Hz. Voor deze situatie weet je dat er evenveel knopen als buiken zijn (een eind is een knoop, het ander een buik, en daartussenin zitten evt. nog paren van knopen en buiken). Als er k knopen en k buiken zijn (met k = 1,2,3,...), heb je in de luchtkolom k - 1/2 golflengtes (teken het golfpatroon om dit te bevestigen, want ik weet het ook niet zeker :p). Met k - 1/2 golflengtes in 0.75m krijg je dat:

labda = 0.75/(k-1/2)
en met v = f*labda = 532*0.75/(k-1/2)

v is dus een functie van k, met andere woorden, er zijn meerdere mogelijkheden snelheden van het geluid die in desituatie resonantie zullen geven, ze zullen echter ver uit elkaar liggen, dus als het lucht is bij ongeveer normale temp. zal de snelheid wel bij ongeveer 300m/s liggen.

c.
Ik denk dat ze hier vragen naar andere afstanden dan 0.75 waarvoor ook resonantie optreed.

v = f*labda = 532*0.75/(k-1/2)

wordt voor de nieuw situatie:

v = 532*l/(k-1/2)

je weet v, alleen in het geval van een andere hoogte van het water zal er een andere hoeveelheid knopen en buiken zijn, dus ook een andere k. Neem dus k 1 groter of 1 kleiner (als dat kan) en reken een nieuwe waterhoogte uit.