In dit experiment is er een verwarmingselement in een maatbeker gevuld met water gestopt. Elke minuut is de temperatuur van het water gemeten.Deze metingen zijn opgeslagen in tempmetingen.csv.
Verder is gegeven dat:
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 mee genomen worden.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Inladen en plotten van de data
data = np.loadtxt("tempmetingen.csv", delimiter=";", skiprows=1)
tijd = data[:,0]
temperatuur = data[:,1]
plt.figure()
plt.xlabel("$t$[min]")
plt.ylabel(r"$t$ [$\circ$C]")
plt.plot(tijd,temperatuur,'k.')
plt.show()
m_w_b = (1292.9 - 820.8)*1e-3
m_w_e = (1274.9 - 820.8)*1e-3
d_m_w = m_w_b - m_w_e
c_w = 4186 #J/(kg K)
# Berekenen van totale toegevoerde energie op basis van opwarming in eerste 10 minuten waarbij we verwachten dat er nog nauwelijks warmte in verdamping gaat zitten
Q_totaal = c_w*m_w_b*(temperatuur[10]-temperatuur[0])/10*60
print(int(Q_totaal),"J")
# Berekenen van verwachte eindtemperatuur, zonder verdamping of warmteverlies
dt_verwacht = Q_totaal /(c_w*m_w_b)
t_verwacht = dt_verwacht + temperatuur[0]
dT = round(t_verwacht-temperatuur[-1],1)
print(t_verwacht)
print("verschil in temp: ", dT , "K")
# verdampingswarmte bij standaardomstandigheden (temperatuur verandert, dus dit is geen goede aanname)
H_w = 2256e3 #J/kg
# verwachte eind temperatuur als we verdamping eraf halen
Q_verd = d_m_w * H_w
print(Q_verd)
t_e = (Q_totaal -Q_verd)/(c_w*(m_w_b+m_w_e)/2)+temperatuur[0]
print("Het verschil is nu nog maar:", round(t_e-temperatuur[-1],1), "K")
160073 J
102.20000000000003
verschil in temp: 25.6 K
40607.99999999991
Het verschil is nu nog maar: 6.2 K