Oefentoets - science-natuurkunde

Oefentoets - Thema 16 (niveau Beta) Op de toets staan de formules en de tabel met de soortelijke warmtes vermeld. 1.

In een bak water hangt een verwarmingselement. In de bak zit 200 g water. Het verwarmingselement brengt het water, dat eerst 18 graden Celsius was, aan de kook. a. Bereken hoeveel warmte er nodig is om het water aan de kook te brengen. De bak heeft een warmtecapaciteit van 100 J/0C. b. Bereken hoeveel warmte de bak opneemt. c. Bereken het vermogen van het verwarmingselement als er geen warmte aan de omgeving is afgestaan en het verwarmingselement 12 minuten aanstaat. d. Bereken hoeveel lang het verwarmingselement moet aanstaan om 33 kWh aan energie te leveren.

2.

In een beker melk (230 g) met een temperatuur van 60 0C wordt chocolade toegevoegd. Hierdoor is de temperatuursverandering van de melk 12 0C. a. Bereken de 2 mogelijke eindtemperaturen van de chocolademelk. b. Leg uit of de temperatuursverandering van de chocolade ook 12 0C moet zijn in deze situatie. De warmtecapaciteit van de chocolade is 22 J/0C c. Bereken hoeveel de temperatuur van de chocolade is verandert.

3.

In een oven zit een verwarmingselement dat oranje kleurt als je de oven aanzet. a. Leg uit hoe je aan de kleur van het verwarmingselement kunt zien of er zich een warmteevenwicht heeft ingesteld. b. Leg uit wanneer het verwarmingselement het meeste warmte uitzendt, bij het moment van aanzetten of als hij oranje gekleurd is. c. Leg uit waar er in de oven stroming en waar in de oven er geleiding plaats vindt. De ruit van de oven is gemaakt van glas. d. Geef 2 redenen waarom er voor glas gekozen is. De wanden van de oven zijn gemaakt van een metaal. e. Geef hiervoor een reden. f. Schets een diagram waarin je de verandering van de temperatuur uitzet tegen de tijd vanaf het moment van aanzetten van de oven, totdat er zich een warmte-evenwicht heeft ingesteld. Meestal wordt het warmte-evenwicht niet bereikt omdat het anders te warm wordt in de oven. De thermostaat zet de oven dan al uit. Stel dat de oven een maximale temperatuur mag hebben van 200 graden Celsius en de temperatuur buiten de oven 20 graden Celsius is. g. Schets in een figuur hoe de temperatuur in de oven in de tijd verandert vanaf het moment dat de thermostaat de oven uitzet.

Tot het moment dat thermostaat de oven uitzet levert het verwarmingselement 1.400.000 J aan warmte. Hierover doet hij 6,2 minuten. h. Bereken hoeveel kWh dit is. i. Bereken het vermogen van het verwarmingselement. Een taart die in de oven staat neemt van deze warmte 120.000 J op waarbij de temperatuur in de taart stijgt van 18 graden Celsius naar 115 graden Celsius. j. Bereken de warmtecapaciteit van de taart. Bij een andere instelling van de oven levert de oven maximaal 2,4 Kwh in 26 minuten. Voor het warmteverlies geldt: Pverlies = 0,3 ∙ΔT. k. Leg uit of er nu bij een temperatuur van 180 0C al een warmte-evenwicht heeft ingesteld.