Whisky värmekapacitet

R.i.Al skrev:

Man ska börja med att beräkna whiskyns värmekapacitet: Cw=Cv + Ce

Jag ser i datan att de har räknat ut värmekapaciteten för både vatten och etanol genom att multiplicera dess specifika värmekapaciteten med massan. Jag undrar är det inte denna formel som gäller C=E/(m*delta T)? 

I facit till frågan har de omvandlat volymen för vatten respektive etanol till 60 och 40. Är det i gram de menar?

Och de tog tex Cv=4,19*60=251,4. Alltså de har tagit värmekapaciteten för vatten i KJ/kh här. Ibland i andra uppgifter ser jag att man tar det som 4190 J. Fattar inte, vilken ska man använda vid beräkningen? Kan det vara i KJ och massan i gram? Eller bör massan alltid vara i kg? Och hur ska jag veta om svaret blir i J eller KJ?

Tackar

Man skriver oftast den specifika värmekapacitetens (kapacivitetens) enhet som $\frac{kJ}{kg·K}$

Facit har använt den specifika värmekapaciteten (kapaciviteten) s=4,19 kJ/kgK för vatten.
De multiplicerar det med massan för att få värmekapaciteten  C=m*s
Vilken massa använder de? Vad väger 60 cl vatten? svar:0,06 kg
0,06*4,19=0,2514 kJ/kgK  eller om du vill 251,4  J/kgK

Du väljer själv. Du vet vilket det blir genom att 'räkna' med enheterna. Sätter du in massan i g blir svaret i en annan enhet.

Precis som att du kan räkna med cm/år istället för km/h eller m/s om du vill. Bara du alltid har med enheterna blir det bra. En lämplig enhet gör det enklare cm/år är inte en lämplig enhet för en bils hastighet. Men kanske hastigheten för en glaciär.
Oftast är det enklast att använda SI-enheterna men inte alltid.

Den värmemängd som behövs för att värma isbiten från $-20^oC$ till $0^oC$ är lika stor som den värmemängd som behövs för att kyla 40 ml etanol + 60 ml vatten från temperaturen $20^oC$ till temperaturen T.

Man kan ange att värmekapaciteten för vatten är antingen 4,19 J/gK eller 4,19 kJ/kgK, det betyder samma sak. Man skulle också kunna ange det som 4 190 J/kgK eller 0,419 kJ/gK, det är också samma sak. Man kan välja vilket man tycker passar bäst i varje specifik situation - det gäller bara att man är konsekvent.

Okej, då värmekapaciteten får man alltid genom att ta den gångrad med massan. Man behöver inte alltså gå den långa vägen (C=E/m*deltaT).. så nu för att få fram värmekapaciteten för whisky så adderar vi värmekapaciteten för både vatten och etanol.

Cw=Cv+Ce

Cv= 4,19*0,06 = 0,2514 kJ/kg

Ce= 2,43*0,03164 = 0.0768852 kJ/kg

Cw= 0,2514 + 0,0768852 = 0,3282852 kJ/kg

Stämmer det? 

Hur fick du fram ditt värde på Ce? Du multiplicerade något som är drygt 2 med något som är ungefär 0,03 och fick det till nästan 80? Råkade du dividera istället?

Smaragdalena skrev:

Hur fick du fram ditt värde på Ce? Du multiplicerade något som är drygt 2 med något som är ungefär 0,03 och fick det till nästan 80? Råkade du dividera istället?

 Ah ursäkta, räknefel men jag rättade till det.. Stämmer svaren och enheten?

Det blev många decimaler också, hur många bör man ha här

Blev det som jag beräknat? Skulle man kunna sammanfatta det? Känner att jag tog den långa och krångliga vägen

Nej,det är inte rätt enhet. Du multiplicerar något som har enheten kJ/kgK med något som har enheten kg. Enheten för svaret blir inte kJ/kg.

Smaragdalena skrev:

Nej,det är inte rätt enhet. Du multiplicerar något som har enheten kJ/kgK med något som har enheten kg. Enheten för svaret blir inte kJ/kg.

 Va blir det då? Joul? Jag tänkte att eftersom jag tog specifik värmekapaciteten i kJ/kg.k multiplicerad med kg då ska svaret också vara i kJ/kg

$\frac{kJ}{K·kg}·kg=\frac{{\displaystyle kJ·kg}}{{\displaystyle K·kg}}=\frac{{\displaystyle kJ·\bcancel{kg}}}{{\displaystyle K·\bcancel{kg}}}=\frac{kJ}{K}$

$\frac{kJ}{K·kg}·kg=\frac{{\displaystyle kJ·kg}}{{\displaystyle K·kg}}=\frac{{\displaystyle kJ·\bcancel{kg}}}{{\displaystyle K·\bcancel{kg}}}=\frac{kJ}{K}$

Jaha, så det blir bara kJ/kelvin utan kg..

Okej tack

Stämmer allt nu? 

Behöver man ta det mer sammanfattad på provsvaren eller är det bättre och ta mer utförligt? 

I b) fråga har jag löst den såhär, men fick fel svar..

När whiskyn kyls blir den kallare, inte varmare.

Smaragdalena skrev:

När whiskyn kyls blir den kallare, inte varmare.

 Jag vet. Men varför blev det så? Är det inte så att man tar alltid den slutliga temperaturen minus start temp?? 

Smaragdalena skrev:

När whiskyn kyls blir den kallare, inte varmare.

 Du sa inget om a) uppgiften

Har du facit att jämföra med? Jag har inte kontrollräknat dina siffror.

Smaragdalena skrev:

Har du facit att jämföra med? Jag har inte kontrollräknat dina siffror.

 Det står i mitt papper som jag tog bild på vart jag hämtat alla siffror ifrån. För a) uppgift står det också i facit cirka 19 grader c, så det är rätt svar. Men frågade om jag tog rätt väg till det.

På b) uppgift är svaret i facit cirka 11,6 grader c, vilket jag hade fel på. Jag vet att de tog start temperatur minus den slutliga temperaturen. Men jag undrar varför gör de det? Var det inte som regel för delta T att man tar alltid den slutliga temperaturen minus start temperatur?? 

Om du lägger is i en drink, är det då rimligt att drinken blir varmare än den var från början, så som du har fått fram?

Du verkar ha räknat rätt, utom på slutet. $19-7,4=11,6$.

Smaragdalena skrev:

Om du lägger is i en drink, är det då rimligt att drinken blir varmare än den var från början, så som du har fått fram?

Du verkar ha räknat rätt, utom på slutet. $19-7,4=11,6$.

 Jag vet. Men du verkar inte läser vad jag frågar om.... 

Nu ger jag upp det här. Jag har hjälpt dig så gott jag kan, om du iknte kan formulera dig så att jag förstår - synd!

Smaragdalena skrev:

Nu ger jag upp det här. Jag har hjälpt dig så gott jag kan, om du iknte kan formulera dig så att jag förstår - synd!

(((((Var det inte som regel för delta T att man tar alltid den slutliga temperaturen minus start temperatur? ))))) kan man vara tydligare än så?? är det så svårt att förstå min fråga?? Eller gör du så bara med mig? Det var konstigt! 

Om du skall göra så, måste du sätta minustecken på ena sidan också, så att upptagen värme = - tillförd värme.

Smaragdalena skrev:

Om du skall göra så, måste du sätta minustecken på ena sidan också, så att upptagen värme = - tillförd värme.

  Äntligen...

Jag ser att du förstår min fråga! Trots att den hade samma formulering.. Du tog upp all min energi men tack för hjälpen. 

Jag brukar titta på absolutbeloppen soch använda logiskt tänkande för att komma fram till att blandningstemperaturen ligger mellan de båda starttemperaturerna, och räkna båda temperaturskillnaderna som positiva. Båda sätten är helt korrekta, men (som du märker) kan det bli krångligt om man tänker olika och inte är medveten om man tänker olika.

Jag går vilse när min logiskt tänkade krockar med regler. När jag började läsa om värmekapacitet så läste jag en regel att man ska ta alltid slut temperatur minus start temperatur för att beräkna skillnaden (delta T). Men i några uppgifter ser jag att de tar ibland tvärtom, och det var det jag frågade dig efter. Men som jag förstår nu är det så att det ämnet som avger energi ska man beräkna temperatur förändringen till genom att ta ((start T minus slut T)) medan det ämnet som upptar energi ska man ta tvärtom ((slut T minus start T)). 

När jag läste termodynamik på Chalmers så läste vi det i två olika kurser, dels i fysikalisk kemi, dels i VoM (värme-och maskinlära). I fysikalisk kemi räknade vi med att energi som tillfördes systemet var positiv. I VoM räknade vi med att det arbete som systemet uträttade på omgivningen var positivt. Vi lärde oss (delvis) samma formler i båda ämnena, men där det var ett plus i formeln i den ena kursen var det ett minus i det andra. Så jag måste sätta mig ner och fundera på vilket tecken det skall vara varje gång, eftersom samma formel i två olika varianter slåss med varandra i mitt huvud!

Jaha komplicerat.. Jag läser nu bara fysik, kommer läsa kemi under sommaren. Tänkte att om jag läser den samtidigt med fysiken kommer det att förenkla.. Men det verkar inte så.. 

På fråga c) fick jag fel svar. För att beräkna energin som isen upptar och som whiskyn avger tog jag den här formeln
($E=C·m·∆T$). Men i svar tipsen för frågan säger de att man tar den här formeln för isen men för whiskyn tar man samma fast utan massan, ($E=C·∆T$). Varför det?

Det är lättare att svar på det, om du lägger upp fråga c också. Som det är nu har jag inte någon aning.

Ursäkta, jag trodde den fanns med i bilden upp. 

Här är den

Här är svar tipsen

Fattar ej varför tog de inte massan för whiskyn och inte heller vad som menas med (f.d.is) ..

Eftersom isen har smält, är den inte is längre, utan vatten (och har vattens värmekapacitet).

Du började med att räkna ut en värmekapacitet för 4 cl etanol + 6 cl vatten och kallade detta $C_w$. Du utnyttjar alltså det du räknade fram i a-uppgiften.