1.1 Övningar

\displaystyle 100\,\mathrm{kg} järn tillförs värme med \displaystyle 10\,\mathrm{kW} . Innan uppvärmningen började var temperaturen \displaystyle 5^\circ \mathrm{C} i järnet. Hur hög är temperaturen efter 1 timme? Antag att värmen hinner fördela sig jämnt i järnet. Försumma värmeförluster!

\displaystyle 1\,\mathrm{kg} potatis tas från skafferiet vid \displaystyle 10^\circ \mathrm{C} och läggs i \displaystyle 1,2 liter kallt kranvatten vid samma temperatur \displaystyle 10^\circ \mathrm{C}. Hur mycket värme behövs för att höja temperaturen på alltihop till \displaystyle 100^\circ \mathrm{C}?

Ett rum innehåller \displaystyle 20\,\mathrm{m}^3 luft. Hur mycket värme behövs för att höja termperaturen i luften med \displaystyle 3^\circ \mathrm{C}? Utför beräkningen under två olika förutsättningar.

a) Antag att rummet är helt tätt så att luften i rummet har konstant volym under uppvärmningen.

b) Antag att luft får sippra ut ur rummet under uppvärmningen så att trycket i luften i rummet är konstant under uppvärmningen. Antag att även den luft som sipprar ut värms upp med \displaystyle 3^\circ \mathrm{C}.

Under vilken förutsättning behövs mest värme?

En liten sfärisk kula av koppar med massa \displaystyle 200\,\mathrm{g} släpps ned i \displaystyle 1,5\,\mathrm{dl} vatten i en lätt bägare av plast. Från början var vattnet vid rumstemperatur \displaystyle 20^\circ \mathrm{C}, men kulan hade värmts upp till \displaystyle 80^\circ \mathrm{C}. Värme kommer att föras över från kulan till vattnet tills deras temperaturer har jämnat ut sig. Antag att värmeförluster till omgivningen kan försummas under denna process och beräkna den slutliga och gemensamma temperaturen.