Soortelijke /dichtheid

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Leerdoelen

• Aan het einde van de les kan je de dichtheid berekenen aan de hand van de formule dichtheid=massa/volume
• Aan het einde van de les kan je de formule Q=m*c*ΔT toepassen  

HERHALING: Soortelijke warmte 

De hoeveelheid energie (warmte) die je nodig hebt om een stof te verwarmen is afhankelijk van drie factoren:

1. De temperatuursverschil(
2. De massa van de stof
3. De soort stof (soortelijke warmte)
   

1. Hoeveel kg weegt een deur van eikenhout van 2,01m hoog, 90cm breed en 5,1 cm dik? (dichtheid eik= 0.75 g/cm3

Dichtheid= massa/volume
V= l x b x h

1. 6,92 kg
2. 69,2 kg
3. 692 kg
4. 0.692 kg

Toelichting vraag 1

Welke formule heb je nodig?

Massa= volume x dichtheid

Wat wordt er gevraagd en wat is al gegeven? 

V=201 · 90 · 5,1=92.259 cm3

Dichtheid eik=0,75 g/cm3

Massa= ? kg

In welke eenheid staat de dichtheid gegeven?

g/cm3

Invullen in formule met juiste eenheden 

Massa= 92.259 · 0,75= 69.194 gram = 69,2 kg

2. Als je door verhitten 25000 J aan 1200 gram water van 5 graden Celsius toevoegt, wat is dan de eindtemperatuur van het water. (Soortelijke warmte water=4,18 J/g.°C)

Q=m⋅c⋅ΔT

1. 10 graden °C
2. 100 graden °C
3. 14 graden °C
4. 80 graden °C

Toelichting vraag 2

Welke formule heb je nodig? Q = m · c · ΔT

Wat wordt gevraagd en wat is al gegeven? 

Q= 25000 J

c=4,18 J/g.°C

m= 1200 gram water 

Starttemperatuur= 5 graden Celcius

Eindtemperatuur= ?

In welke eenheid staat de soortelijke warmte?

J/g.°C, dus je hoeft de gegeven eenheden niet te veranderen

Invullen in formule geeft: 25000= 1200 · 4,18 · (Eindtemperatuur - 5)

25000 : (1200 ·  4,18)= 4,984  dus (eindtemperatuur - 5 )= 4,984 °C --> eindtemperatuur= 10°C

3. Hoeveel energie(J) kost het om 2,0 kg water te verwarmen van 4 graden Celsius naar 60 graden
Celsius? (Soortelijke warmte water=4,18 J/g.°C)

Q=m⋅c⋅ΔT

1. 543 J
2. 0,468 J
3. 468 J
4. 0,543 J

Toelichting vraag 3

Welke formule heb je nodig? Q = m · c · ΔT

Wat wordt gevraagd en wat is al gegeven? 

m= 2,0 kg

ΔT= 60-4= 56 °C

c= 4,18 4,18 J/g.°C

Q= ? 

In welke eenheid staat de soortelijke warmte?

J/g.°C dus omrekenen m=2,0 kg= 2000 g 

Invullen in formule geeft:

Q= 2000 · 4,18 · 56 = 468 J

Soortelijke warmte

4. Jessica wil thee zetten. Zij verwarmt een halve liter water van 20 graden Celsius (°C) tot 100 graden Celsius (°C). Hoeveel warmte (kJ) heeft zij toegevoerd? (Soortelijke warmte water=4,186 J/g.°C)  

Q= J 

m= kg of gram

c=J/kg/K of J/g/K

T=°C/K

Antwoord op vraag 4

1. 134,4 kJ
2. 167,4 kJ
3. 166,5 kJ
4. 100 kJ

TOELICHTING

Stap 1: Formule opschrijven: Q is de warmte in joule en die wil je berekenen dus Q= m*c*ΔT 

Stap 2: Wat weet je en wat wordt gevraagd? Formule herschrijven

0,5l water = 0,5 kg water  --> dichtheid= massa/volume --> massa=dichtheid(1g/cm3) x volume

ΔT = 100-20= 80 graden Celcius

c= 4,186 J/g.°C

Stap 3: Naar de eenheden kijken van de dichtheid of de soortelijke warmte(gegeven J/g.°C) 

Stap 4: Eenheden aanpassen: de massa ga je omzetten van 0.5 kg naar 500 gram

Stap 5: Invullen in de formule die je hebt herschreven en uitrekenen: 

Q=500 . 4,186 . 80= 167440 J = 167,4 kJ

Stap 6: Kijk of de eenheid juist is ten opzichte van de vraag.