Fysik 1-värmeenergi uppgift

Så här låter uppgiften: För att höja ett kärls temperatur med 1K behöver energin 50J/kg tillföras (kärlets värmekapacitet är 50J/kg). I kärlet hälls 250g av en vätska. Med en värmespiral, som utvecklar 15 W, höjs temperaturen. Så småningom stabiliseras den och blir konstant till dess värmetillförseln stängs av. Då faller temperaturen till en början 1,2K per minut. Beräkna vätskans specifika värmekapacitet.

Jag har sett lösningen på uppgiften och där ställer dem Energin värmespiralen utvecklar på en minut lika med värmeenergiändringen hos kärlet och vätskan: 15*60=c_kärl*1,2+c_vätska*1,2*0,250 .

Jag förstår inte hur energin av värmespiralen är lika stor som energiändringen av både kärl och vätska när deras temperatur sänks. Om man istället använde en värmespiral med effekten 20W skulle temperatursänkningen på 1 minut då vara högre än 1,2K?

Vidare har jag svårt att förstå hur temperatursänkningen verkar separat för kärlet och vätskan. Bör inte temperatursänkningen för BÅDE kärl och vätska TILLSAMMANS vara 1,2K?

Läs meningen som är fetmarkerad.

Eftersom temperaturen stabiliseras så avger värmespiralen lika hög effekt som avges från vätskan, ty temperaturen är konstant.

Till din andra fråga så tror jag inte kärlet spelar någon roll, det är dock fel tid på dygnet för mig att hålla på med termodynamik och det var dessutom bra längesedan jag höll på med det.

Men eftersom temperaturförändringen för vätskan är angiven så tror jag inte kärlets egenskaper ska spela någon roll.

//Tripportreat

Om effekten vore större skulle jämviktstemperaturen vara högre och värmeflödet ut vara större, ja.

Vid jämvikt är den tillförda värmen (15 J per sekund) lika med den värme som avges pga olika processer. I detta jämviktsfall har vi normalt olika temperaturer på olika ställen. Idealt kan vi anta att värmeledningen mellan kärlet och vätskan är väldigt mycket större än mellan kärl resp vätska och omgivningen. Då kommer hela experimentuppställningen hela tiden att ha i stort sett samma temperatur.

Våra mätningar med avstängd värmare vid jämvikt ger att temperaturen hos *hela* experimentuppställningen då faller med 20 mK per sekund och att, då detta är jämviktsläget, detta motsvarar de tillförda 15 J/s

Sålunda är värmekapaciteten hos experimentuppställningen 15/0.020 = 750 J/K

Värmekapaciteten är (c_kärl * m_kärl )+ (c_vätska * m_vätska ) etc.
M = massa
C = specifik värmekapaciteten för ett visst ämne [ J/ kg/ K ]

Dvs summan av de respektive värmekapaciteterna.

Vi söker c_vätska och känner kanske c_kärl ( 50 J/ kg/K ) och definitivt m_vätska. (0,25 kg )
Du har angett 50 J/kg

Möjligen har du missuppfattat och kärlets värmekapacitet är känt (50 J/ K )

Vi får då 0,25 * c_vätska + 50 = 750

Dvs c_vätska = 2,8 kJ/ K/ kg