Alcohol verwarmen
Introductie - Kennisbank
Warmte is een vorm van energie die vaak als restenergie vrijkomt.
Warmte kan soms ook essentieel zijn, bijvoorbeeld als je eten wilt koken.
Elke stof kan worden opgewarmd met behulp van warmte-energie.
Maar niet elke stof warmt even snel op, dit komt door de soortelijke warmte van een stof.
Denk, samen met een klasgenoot, eens na over de volgende vragen.
1
Wat kan de eenheid van soortelijke warmte zijn?
2
Waardoor kan de soortelijke warmte van een stof veranderen?
3
Wat zijn andere vormen van energie?
Kennisbank
Voor je aan de slag gaat met het beantwoorden van de vragen die horen bij deze opdracht, bestudeer je de theorie in de volgende items van de Kennisbank NaSk.
KB: Transformator
KB: Veiligheid
KB: Wet van behoud van energie
KB: Elektrisch vermogen
Vragen
Vragen
Crista verwarmt in een bakje een hoeveelheid alcohol. In het bakje zit een verwarmingselement.
Crista sluit het verwarmingselement via een transformator en een kWh-meter aan op het lichtnet.
Het verwarmingselement werkt op een spanning van \(6\) V. Het lichtnet levert \(230\) V.
Neem aan dat de transformator ideaal is.
1. (2p)
De primaire spoel van de transformator heeft \(500\) windingen.
- Bereken het aantal windingen van de secundaire spoel.
2. (1p)
Hieronder staan twee zinnen over de transformator.
- Omcirkel in elke zin de juiste mogelijkheid.
Het primaire vermogen is even groot als / groter dan / kleiner dan het secundaire vermogen.
De primaire stroomsterkte is even groot als / groter dan / kleiner dan de secundaire stroomsterkte.
In het bakje schenkt Crista een hoeveelheid alcohol uit een fles.
3. (1p)
Welk veiligheidspictogram hoort zeker op de fles alcohol te staan?
Crista schakelt het verwarmingselement in en meet regelmatig de temperatuur van de alcohol.
Je ziet een tabel met haar meetresultaten
| \(t\) (min) |
\(T\) (oC) |
| \(0,0\) |
\(18\) |
| \(2,5\) |
\(33\) |
| \(5,0\) |
\(48\) |
| \(7,5\) |
\(63\) |
| \(10,0\) |
\(78\) |
| \(12,5\) |
\(78\) |
| \(15,0\) |
\(78\) |
4. (3p)
Zet in het diagram hieronder alle meetpunten uit en teken de grafiek van de temperatuur tegen de tijd.
5. (2p)
Leg uit waarom de temperatuur na \(10,0\) minuten niet meer verandert.
Geef in je antwoord aan of hier sprake is van een chemische reactie of een natuurkundig proces.
6. (1p)
Het verwarmingselement heeft een opgenomen vermogen van \(20\) W.
Na \(15\) minuten leest Crista op de kWh-meter af dat er \(0,005\) kWh is omgezet.
Hoeveel joule is dit?
A \(5\) J
B \(300\) J
C \(18 000\) J
Antwoordmodel
1 maximumscore 2
n = 13 (windingen)
1 punt voor: gebruik van de formule np / ns = Up / Us
1 punt voor: rest van de berekening juist
2 maximumscore 1
even groot als, kleiner dan
Opmerking
Het scorepunt alleen toekennen als beide keuzes juist zijn
3 maximumscore 1
1 punt voor: C
4 maximumscore 3
voorbeeld van een juiste grafiek:
1 punt voor: juist indelen van beide assen
1 punt voor: juist uitzetten van alle meetpunten
1 punt voor: een rechte tussen (0,0;18) en (10,0;78) en een rechte tussen (10,0;78)
en (15,0;78)
Opmerkingen
Het eerste scorepunt alleen toekennen als beide assen een juiste indeling hebben.
Als minder dan 2/3 van de verticale en/of horizontale as is gebruikt het eerste scorepunt niet toekennen.
Als één meetpunt niet juist is ingetekend hiervoor geen scorepunt aftrekken.
Als de kandidaat bij t = 10 minuten de grafiek in een boogje laat lopen, dit niet fout rekenen.
5 maximumscore 2
Na 10,0 minuten is de alcohol aan het koken. Bij koken gaat de vloeistof over in gasvorm.
Dit is een faseovergang, wat een natuurkundig proces is.
1 punt voor: notie dat er sprake is van koken / een faseovergang
1 punt voor: dit is een natuurkundig proces
6. maximumscore 1
1 punt voor: C
