7.13

a) Tegn en figur som viser med vann og blylodd. Skriv på alle opplysningene som er gitt. Her er det ganske mange opplysninger, så det beste er å lage en liste ved siden av figuren og bare sette størrelsessymbolene på figuren. Bruk indekser for å holde størrelsene fra hverandre, for eksempel slik:

     Cterm = 50 J/K
     mvann = 0,15 kg
     tstart = 40,0 °C
     mbly = 0,57 kg
     tbly = 20,0 °C
     tbland = 38,0 °C
     cvann = 4,18 kJ/(kgK)
(Den siste opplysningen henter vi fra fysikktabellen.)
    
Vi regner også ut temperaturendringene med det samme:
     ΔTterm = 40,0 °C – 38,0 °C = 2,0 K
     ΔTvann = 40,0 °C – 38,0 °C = 2,0 K
     ΔTbly = 38,0 °C – 20,0 °C = 18,0 K

For å løse oppgaven setter vi opp energiregnskapet: 
       
     mottatt varme = avgitt varme
   
Her ser vi at vannet og termosen har avgitt varme til blyloddet. Da blir energiregnskapet:

Qbly = Qvann + Qterm 

(Her er Qbly = cblymblyΔTbly  og Qbly = cblymblyΔT. Men for termosen har vi oppgitt varmekapasitet for hele termosen slik at Qterm = CtermΔTterm. Se side 189 og eksempel 7.5.)

De er bare den spesifikke varmekapasiteten til bly, cbly, som er ukjent i energiregnskapet. Løs likningen med hensyn på cbly, sett inn og regn ut. Se også eksemplene 7.4 og 7.5.


b) Dersom en tar hensyn til varmetapet Qtap, får vi et nytt ledd i energiregnskapet:

Qbly + Qtap = Qvann+ Qterm

Løs likningen med hensyn på cbly, og undersøk hva som skjer med svaret dersom
Qtap > 0. Du kan enten analysere likningen du får, eller du kan prøve en selvvalgt verdi for Qtap.