Is het verdamping?

In dit experiment is er een verwarmingselement in een met water gevulde maatbeker gestopt. Elke minuut is de temperatuur van het water gemeten. Deze metingen zijn opgeslagen in tempmetingen.csv.

Verder is gegeven dat: $m_{maatbeker} = 820.8 \mathrm{gr}$
$m_{maatbeker + water, start} = 1292.9 \mathrm{gr}$
$m_{maatbeker + water, eind} = 1274.9 \mathrm{gr}$

Het moge duidelijk zijn dat er water is ‘verdwenen’. Ook is de eindtemperatuur van het water niet gelijk aan een proces waarbij verdamping en eventuele warmteverliezen niet meegenomen worden.

Antwoorden¶

Vraag 1¶

Zie onderstaand

Vraag 2¶

Nee het correspondeert niet. Uit onze berekeningen blijkt dat er nog 4.3360 kJ verloren is gegaan, wat dus niet in de verdamping gaat zitten.

Vraag 3¶

Beter isoleren van het kookproces om warmteverlies naar de omgeving te minimaliseren.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import curve_fit

def function_fit(x,a,b):
    return a*x+b

massa_water_eind = 1274.9 - 820.8



data = np.genfromtxt('metingen/tempmetingen.csv', delimiter=';')

t = data[:,0]
T = data[:,1]

val, cov = curve_fit(function_fit, t[0:20], T[0:20])

x_test = np.linspace(min(t),max(t), 1000)
y_fit = function_fit(x_test,*val)
plt.plot(x_test, y_fit, 'r--')


plt.plot(t,T)
plt.xlabel('t (s)')
plt.ylabel('T (°C)')
plt.show()

verschil_vanaf_fit = y_fit[999] - T[60] # verschil van 23 graden tov verwacht zonder verdamping
m_water_verloren = 1292.9 - 1274.9 #g


L_water = 2260 #J/g
c_water = 4.18 #J/(gK)

Q_verdamping = m_water_verloren * L_water
Q_opwarming = verschil_vanaf_fit * c_water * massa_water_eind

print("Het verschil tussen de hoeveelheid energie is:", np.round(Q_opwarming - Q_verdamping), 'J')
print("Dit verschil is hoogstwaarschijnlijk te verklaren door het warmteverlies naar de omgeving.")

Het verschil tussen de hoeveelheid energie is: 4336.0 J
Dit verschil is hoogstwaarschijnlijk te verklaren door het warmteverlies naar de omgeving.