havo: hoofdstuk 4 (stevin deel 3) vwo: hoofdstuk 2 (stevin deel 2) Warmte havo: hoofdstuk 4 (stevin deel 3) vwo: hoofdstuk 2 (stevin deel 2)
Energie vormen eenheid van energie Joule vormen van energie: kinetische energie Ek zwaarte –energie Ez ….. warmte Q
Hoofdwet van de natuurkunde Energie kun je niet maken of vernietigen, wel omzetten van de ene vorm in een andere vorm Met het rendement r of η geef je aan hoeveel procent bij een omzetting wordt omgezet in een nuttige vorm
Energie en vermogen Vermogen P is de energie per seconde Eenheid Watt = Joule / seconde
soortelijke warmte De temperatuurstijging ΔT hangt af van: hoeveelheid warmte Q massa m materiaal soortelijke warmte c (eenheid J/(kg.K) )
Warmte-capaciteit Als een voorwerp uit verschillende materialen bestaat geldt: waarbij C de warmte-capaciteit in J/K is een stof / materiaal heeft een soortelijke warmte c voorwerp heeft een warmte-capaciteit C
Probleem 1: evenwicht B.v. een blokje ijzer van 100 oC wordt in een bekerglas met water van 20 oC gegooid Bereken de eindtemperatuur evenwicht temperatuur over gelijk warme stof geeft warmte af (Qaf); koude neemt warmte op (Qop)
Probleem 2: externe bron B.v. een dompelaar van 20 W verwarmt een bekerglas met water. Bereken de temperatuur na 10 minuten Warmte van de bron (Qaf) wordt gebruikt om de stof op te warmen (Qop).
Warmtegeleiding Er zijn 3 vormen van warmtetransport Geleiding (in vaste stoffen) Stroming (in vloeistoffen en gassen) Straling (in vacuüm)
Warmtegeleiding De energie die per seconde (= P) door de horizontale balk stroomt hangt af van: T2-T1 = ΔT (ΔT 2x zo groot P 2x zo groot) A (A 2x zo groot P 2x zo groot) ℓ of d (ℓ 2x zo groot P 2x zo klein) λ = warmtegeleidingscoëfficiënt
Formule Dit geeft de formule: 𝑃= 𝜆⋅𝐴⋅Δ𝑇 𝑑 De eenheid van λ is W/mK (Watt per meter Kelvin)
Warmte en elektriciteit De stroming van warmte kun je heel goed vergelijken met het stromen van elektriciteit P ( in J/s) ΔT (in K) d (in m) A (in m2) λ (W/mK) I (in A = C/s) U (in V) l (in m) A (in m2) 1/ρ (soortelijk weerstand)