Vraag 10Knakworstenverwarmer
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Met de massa, de soortelijke warmte en de temperatuurstijging bereken je eerst de energie die de worst opneemt.
- Daarna bereken je de elektrische energie die de opstelling in de veertien minuten levert, met het gemiddelde vermogen uit de tekst.
- Tot slot zet je de nuttige energie af tegen de totale elektrische energie.
Hier verliezen leerlingen punten
- Bij het omrekenen van gram en minuten gaat het vaak mis, dus let goed op de eenheden in je formules.
- Zonder tussenstappen met getallen krijg je geen volledige score, dus laat elke berekening zien.
- Gebruik voor de elektrische energie het gemiddelde vermogen uit de opgave, niet een andere waarde uit de figuren.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Lieke onderzoekt of het mogelijk is om een knakworst te verwarmen door er een elektrische stroom doorheen te sturen. Hiervoor prikt ze twee aansluitpunten in een knakworst en bouwt ze de schakeling van figuur 1. figuur 1 In de schakeling van figuur 1 zijn twee meters ( I en II) opgenomen. Eentje werkt als spanningsmeter, de andere als stroommeter.
Lieke meet de stroom I door de knakworst bij verschillende spanningen U . Ze voert de metingen in zeer korte tijd uit, om de knakworst tijdens deze metingen nog niet te laten opwarmen. Van haar metingen maakt ze een ( I,U )-diagram. Zie figuur 2. figuur 2 Op het potje van de knakworsten staat dat er zout in zit. Lieke vraagt zich af of de soortelijke weerstand van de knakworst hetzelfde is als die van zout water. Op internet vindt ze dat de soortelijke weerstand van zout water gelijk is aan 0,24 Ωm . De knakworst heeft een diameter van 15 mm en de lengte van de knakworst tussen de aansluitpunten van de draden is 8,0 cm .
Vervolgens zet Lieke een constante spanning over de knakworst. Nu laat ze de knakworst wel opwarmen. Het valt Lieke op dat de stroomsterkte niet constant blijft tijdens het verwarmen. Ze maakt daarom een ( I,t )-diagram. Zie figuur 3. figuur 3
Lieke laat de knakworst in 14 minuten opwarmen van een temperatuur van 22 ° C tot een temperatuur van 60 ° C . Ze vraagt zich af wat het rendement is van haar opstelling tijdens het opwarmen van de knakworst. Het gemiddelde elektrische vermogen tijdens het opwarmen is 3,9 W . De massa van de knakworst is 20 g . Ze vindt op internet dat vlees een soortelijke warmte heeft van 3,0 · 10 3 Jkg − 1 K − 1 .
Bereken het rendement van de opstelling.