Fysikrapport: Vejr og klima. Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide. I gruppe med Ann-Sofie N. Schou og Camilla Jensen

Transkript

1 Fysikrappor: Vejr og klima Maila Walmod, 13 HTX, Rosklide I gruppe med Ann-Sofie N Schou og Camilla Jensen Afleveringsdao: 30 november

2 I dagens deba høres orde global opvarmning ofe Men hvad vil de beyde? De er der mange bud på, e af dem er a Grøndlands vil smele Dee er dog mege absrak a ænke på, og hvornår vil de i give fald ske? Den energi, de kræver a smele, kan vi beregne i mege små mængder i fysiklokale Forsøge giver en idé om, hvad de kræver af energi a smele indlandsen Dee har også sor beydning for, hvor hurig en smeler Den varmemængde, Q, der skal ilføres for a smele, er angive ved formlen Q = L m L = ens smelevarme, (den ubekende fakor), angive J g eller kj m = massen af i kg I forsøge skal man bruge en kalorimerkål sam vand og erninger Vi anager a ernigerne er 0 C 1 Kalorimerkålen vejes og vægen noeres, m 2 Ca 100 g (100mL) lunken vand hældes op i en kalorimerkål Herefer vejes den og denne væg noeres, m +vand Ved a række massen af en fra massen af en og vande, findes massen af vande, m vand 3 Temperauren af vande måles og noeres, sar 4 Nogle erninger aførres med papir og pues i vande, så der kun er massen af Når al en er smele, måles emperauren af vande igen, slu 5 Skålen med vand og afvejes og vægen noeres Massen af en og vande rækkes fra dee, og resulae er massen af en, m Forsøge genages med en anden mængde og ud fra målingerne beregnes smelevarme, L Her skal man ænke på a Den varmeenergi, der bruges il erningen, så den smeles og derefer varmes lid op, kommer fra vande Ved a anage, a de er e lukke sysem, sker der en energiudveksling, så de vil gælde a Q = -Q modage afgive Isens emperaurændring er = slu -0 C Når man smeler legemer, bruges formlen som v ovenfor; Q = L m Herefer bliver vande varme lid op Til denne beregning bruges formlen: Q = m m = massen af soffe mål i kg c = den specifikke varmekapacie, den energi, der skal il for a opvarme en masseenhed af soffe 1 C; her er de kilogram, de måles i J C = emperaurændringen af soffe mål i C De er her vigig a man bruger den specifikke varmekapacie for vand og ikke, da en på dee idspunk er smele Dee er alså den ene side af ligningen, da dse o beregninger er de samme som Q På modage den anden side er de -Q, hvor de er vande, der afgiver varme Her ager vi også kalorime- afgive rkålen med i beregningen, og anager a dens emperaur og emperaurændring er den samme som vandes Her bruges igen formlen for varmeenergi Den anden side af ligningen bliver alså Her er vand =, så man kunne skrive Ligningen for energien bliver: -m vand vand -m c 2

3 L m +m vand c vand vand = -m vand vand -m c Her skal vi omforme ligningen, da L er ukend og de vi skal finde frem il Så m rækkes fra på begge sider og der divideres med m på begge sider Herefer bliver formlen som følgende: L = (-m vand vand -m c -m i )m Målingerne er foreage i fysik og noere i e skema: Kalorimerkålen er lave af aluminium Dennes sam vands specifikke varmekapacie kan findes i abeller, feks i vores fysikbog Orbi B hx Nu har vi alle de al, der skal sæes ind i formlen for a udregne L Da den specifikke varmekapacie bliver angive i J C skal massen af vande, en og en også angives i kg kg L for førse forsøg, hvor vi kom én erning i vande, udregnes efer ovensående formel il: L = (-0,0942kg4180 J C -7,2 C-0,0886kg900 J C -7,2 C-0,00885kg4180 J C 17,5 C)0,00885kg = J Dee er resulae i joule pr kilogram, men de skulle hels være kilojoule pr kilogram Derfor deles resulae med usind og de bliver: J = 312,067 kj L for ande forsøg, hvor vi kom fire erninger i vande, udregnes efer ovensående formel il: L = (-0,09471kg4180 J C -15 C-0,0886kg900 J C -15 C-0,02367kg4180 J C 8,6 C)0,02367kg = J J = 271,795 kj I følge fysikbogens abel er smelevarmen for 334,4 kj, vores resula afviger alså lid Denne procenve afvigelse er: 1 forsøg: (312, ,4)334,4100 3

4 ,2km310 9 = m 3 = -6,68 % 2 forsøg: (271, ,4)334,4100 = -18,72 % Der er alså en relaiv sor forskel på resulaerne og værdien for smelevarme fra fysikbogen Især er ande forsøg mere ved siden af Dee kan skyldes flere forskellige ing, feks anog vi a de var e olere sysem, hvor den ermke energi var lig 0 Der var alså blo en varmeudveksling og ine ande energi gik ab under denne proces Men da kalorimerkålen ikke er olere hel, vil der nødvendig v ske dee Desuden var de også blo en anagelse a ens emperaur var lig 0 Den kan god have være lavere, så de også er brug lid energi på førs a opvarme en il frysepunke og så smele den bagefer Isens massefylde er også lavere end vands og derfor flyder en ovenpå under smelningsproce- sen da syseme som nævn ikke er olere, vil en også være i konak med lufen, som har en beydelig højere emperaur, og derfor vil være med il a få en il a smele Nu har vi en ide om, hvor mege energi, de kræver a smele e kg Hvor mege skal der så il a smele indlandsen, når 80% af Grønlangs areal er dække af gennemsnilig 1,5 km yk? Her skal man finde rumfange af en, da dee al skal bruges il a finde vægen af en ud fra densie Densie, eller massefylde, er angive i gram pr kubikcenimeer eller kilogram pr kubikmeer Densieen for er 920 kg m 3 Grønlands areal er km 2 80% af dee er: km Rumfange af en, der er 1,5 km yk: = ,8 km ,8km 2 1,5km = ,2 km 3 I kubikmeer er dee: Vægen af dee er: =2, m 3 2, m kg m3 = 2, kg Nu har jeg funde frem il vægen af indlandsen i kilogram For a beregne mængden af energi, der skal ilføres, for a en smeler, skal man gange vægen med smelevarme, her bruges bogens abelværdi: 2, kg334,4 kj = 7, kj Hv energien kom fra elekrk varme, kan man udregne hvad de ville kose ud fra pren for kilowaimer, kwh, som er 1,50 kr 4

5 En kwh er 1000 Wh Wa, W, eller effek, er energi pr id, angives i J s Når der sår Wh, så sår h for ime (engelsk hour) På en ime er der 60 minuer på 60 sekunder, i al 3600 sekunder Når man omregner en kwh for a få den mængde joule de er, skal man førs omregne fra kilowa il Wa ved a gange med 1000 og derefer fra Waimer il Wa ved a gange med iden, 3600 sekunder: 1000 J 3600s s = J = 3,6 MJ Mængden af megajoule, der skal bruges il smelningen af indlandsen, svarer i kwh il: (7, MJ)3,6MJ Pren for energien, der skal il a smele indlandsen er: (2, )1,50 kr = 2, kwh = 3, kr Grunden il, a jeg har valg a bruge så mange decimaler er, a der med så sore al, kan være en sor forskel ved resulae ved afrunding af allene i saren, der derefer brues il andre udregninger De er selvfølgelig også en lid upræc beregning, da ykkelse og sørrelse af indlandsen er skifende og a vi her kun har arbejde med cirka-al 5