HS 3.2 verwarmen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

3.2 Verwarmen

Leerdoelen

• Je kunt energieomzettingen weergeven in een energiestroomdiagram waarbij de hoeveelheid energie voor en na de omzetting niet verandert.
• Je kunt uitleggen dat de toevoer van warmte leidt tot een hogere temperatuur.
• Je kunt door de soortelijke warmte te gebruiken berekenen hoeveel energie nodig is om een stof in temperatuur te laten stijgen.

Elektrische warmte bronnen

Chemische warmtebronnen

Energie kun je omzetten in een andere vorm

• licht 
• geluid
• warmte 
• elektriciteit 
• beweging
• chemische energie
  WET VAN BEHOUD VAN ENERGIE

Energie bestaat in
verschillende vormen  

Wet van behoud van energie

Alle energie blijft ergens. Het verdwijnt niet. Het wordt alleen omgezet in een andere energievorm. Meestal is deze "afval" energie een vorm van warmte. 

Energievormen

• Chemische energie; in brandstof of bijv. batterij/accu
  


• Bewegingsenergie;  een vorm van energie die een bewegend lichaam heeft
  
• Zwaarte-energie; voorwerpen op hoogte worden aangetrokken door de zwaartekracht
  
• Stralingsenergie; energie van de zon of lamp
  
• Kernenergie; in kerncentrales om energie op te wekken

Ze worden omgezet in elektrische energie wat wij gebruiken.

Energiestroomdiagram

Er gaat vijf keer minder energie in, maar de lamp geeft toch evenveel licht. 

Energiestroomdiagram

Kwaliteit van de energie (VWO)

De kwantitatieve energie blijft bij een energieomzetting altijd gelijk. Echter is het vaak zo dat een deel van de energie niet meer nuttig is. De kwalitatieve energie neemt daarbij af. 

https:

Warmte en temperatuur

Temperatuur stijging -> gemiddelde snelheid van de moleculen neemt toe

De temperatuur is dus een maat voor de gemiddelde snelheid van de moleculen

De warmte die het water opneemt wordt gebruikt om de watermoleculen sneller te laten bewegen, ze hebben meer bewegingsenergie

Energie vb blz 129

                                                    E = P x t

E = energieverbruik in Joule (J)

Geproduceerde hoeveelheid warmte
P = vermogen in Watt (W);

Het vermogen geeft aan hoeveel energie er per seconde       wordt omgezet.
t = tijd in seconden (s)

Warmtemeter

• Met een warmtemeter kun je meten hoeveel
  warmte nodig is voor het verwarmen van
  bepaalde hoeveelheid water.
  
• Een warmtemeter is goed 
  

       geïsoleerd, dus alle energie 

       wordt omgezet in warmte.

• Bekijk voorbeeldopgave 1.

             Voorbeeld 1 

Soortelijke warmte

De soortelijke warmte van een stof is de hoeveelheid energie wat nodig is om 1 gram van een stof met 1 graad omhoog te laten stijgen.

Van water is dat 

Het symbool is c (kleine letter)

Dit is een stofeigenschap.

4,2Jg⋅​0​​C

/

c = SOORTELIJKE WARMTE

Warmte en temperatuur

Warmte is energie die van een hoge naar een lage temperatuur stroomt.

De hoeveelheid energie (warmte) die je nodig hebt om een stof te verwarmen is afhankelijk van drie factoren:

1. De temperatuursverandering
2. De hoeveelheid stof
3. De soort stof (soortelijke warmte)

Rekenen met (soortelijke) warmte

Formule :   Q = c x m x ΔT

Q = warmte in Joule (J)

c = soortelijke warmte (J/g.^oC)

m = massa in gram (g)

ΔT= temperatuurstijging: = T_eind - T_begin (^oC)

Warmtepomp

Een waterkoker heeft een vermogen van 1,5 kW. Bereken hoeveel warmte deze afgeeft als hij 2,0 minuten aanstaat.

Hoeveel energie heb je nodig om 20 g water te laten koken wat een begintemperatuur heeft van 23 graden Celsius en een soortelijke warmte van 4,2 J/(g.oC)

Huiswerk

Leren en maken vraag 1 t/m 8 van H 3.2