H4.P3 warmte transport

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2

Aan de slag

In het learnbeat 4.3 opgave d) Begrijpen

c) Beheersen

thiemo.thiememeulenhoff.nl

4.3 warmtetransport

Aan het einde van deze paragraaf kan je...

• drie soorten warmtetransport noemen;
• herkennen wanneer er sprake is van geleiding, straling en stroming.

Warmte transport

Geleiding:

Warmte verplaatst zich door middel van fysiek contact

Sommige materialen geleiden beter dan andere

Stroming:

Warmte verplaatst zich door de beweging van een vloeistof of een gas

Als de temperatuur stijgt, neemt de dichtheid af waardoor vloeistof of gas stijgt

Straling:

Warmte verplaatsing door elektromagnetische straling

Als deze straling door een voorwerp wordt geabsorbeerd wordt dit warm

definitie

De verplaatsing van warmte van de ene plek naar een andere plek door geleiding, stroming of straling

Warmtetransport door geleiding

Bij warmtegeleiding verplaatst de warmte zich door een stof, zoals het metaal van een radiator.

Warmte verplaatst zich altijd van de plaats met de hoogste temperatuur naar een plaats met de laagste temperatuur.

Je noemt dit warmtetransport door warmtegeleiding.

Geleiding

• Warmte wordt van de ene plaats in een vaste stof doorgegeven aan een andere plaats. 
• Moleculen geven warmte door, door tegen elkaar te trillen. 
• De moleculen blijven op hun plaats.

Demo lucifers laten zien

Goede en slechte warmtegeleiders

• Alle metalen zijn goede warmtegeleiders.

• kunststoffen / gassen/vloeistoffen zijn slechte warmtegeleiders. Ze geven de warmte maar heel langzaam door. 

• De knop van een radiator  is een ........warmtegeleider.
  

• Handvat van je fiets op een winterse dag is een ........warmtegeleider.

Je ziet er een aantal in de volgende figuur.

Lucht: een slechte warmtegeleider

Het warmteverlies door ruiten kun je tegengaan door dubbelglas aan te brengen. Zoals de naam al zegt zitten in ruiten van dubbelglas twee lagen glas. Tussen deze twee lagen glas bevindt zich lucht.

Stilstaande lucht geleidt de warmte slecht, waardoor het warmteverlies naar buiten wordt beperkt.

Goede en slechte warmtegeleiders in de keuken.

Wat is warmtegeleiding?

1. Warmte verplaatst zich MET de stof
2. Warmte verplaatst zich ZONDER hulp van stof
3. Warmte verplaatst zich DOOR de stof

Metalen zijn goede warmte geleiders?

1. Waar
2. Niet waar

In de winter voelt het metaal van een fiets kouder aan dan de kunststof handvatten. Hoe komt dat?

1. Metaal is een betere warmte geleider dan kunststof
2. Metaal is een slechtere warmte geleider dan kunststof

Vorm van warmtetransport die plaatsvindt in vaste stoffen zoals metalen.

Warmte verplaatsing door Straling

Warmtetransport door straling

Op de volgende figuur staat een foto van een zonnehuis.

De zon levert een groot deel van de warmte die voor het verwarmen van zo’n huis nodig is. Alleen op echt heel koude dagen moet je de cv-ketel inschakelen.

Figuur 1: Zonnehuizen hebben veel ramen aan de zuidzijde.

Straling

• Warmte verplaatsing door straling.
  Als deze straling door een voorwerp wordt geabsorbeerd wordt dit voorwerp warm.
  
  
• Er is geen tussenstof nodig.
  
  
• Het kampvuur zendt zichtbare warmtestraling (licht) en onzichtbare warmtestaling (infraroodstraling) uit. 

Straling

Het zilverfolie weerkaatst de
straling waardoor de warmte bij
de kampeerder blijft.

Straling

Elk voorwerp zendt straling uit.
Des te hoger de temperatuur van
het voorwerp des te hoger de stralingsenergie van de
uitgezonden straling. 

Warmtetransport

De tegels van de badkamer voelen koud aan als je er met je blote voeten op gaat staan.

1. stroming
2. straling
3. geleiding

Je zit naast een kampvuur en voelt de warmte op je gezicht.

1. stroming
2. straling
3. geleiding

Via de golfstroom komt veel warm zeewater van de evenaar naar de noordzee.

1. stroming
2. straling
3. geleiding

4.5 Warmte verplaatsing door Stroming

Warmte verplaatsing door Stroming

Stroming

• Warmte verplaatst zich door de beweging van een gas of vloeistof.
  
  
• Een warme vloeistof of gas is lichter waardoor het opstijgt.
  

Het water zorgt ervoor dat elk deel van het eten in contact komt met de warmte, terwijl het tegelijkertijd voorkomt dat het eten te heet wordt op 1 plek en daardoor zal verbranden.

Demo kaliumpermanganaat laten zien.

Welke bewering is waar?

1. Als lucht warmer wordt, krimpt de lucht en stroomt omhoog
2. Als lucht warmer wordt, krimpt de lucht en stroomt omlaag
3. Als lucht warmer wordt, zet de lucht uit en stroomt omhoog
4. Als lucht warmer wordt, zet de lucht uit en stroomt omlaag

Verwarmen door stroming en straling

Radiatoren verwarmen een kamer zowel door stroming (50 tot 70%) als door straling (30 tot 50%).

 Zie figuur 3.

Warmtestroming en warmtestraling bij een radiator. 

Waarom worden radiatoren niet bij het plafond opgehangen?

Isoleren

Isoleren heeft te maken met het voorkomen dat warmte zich kan verplaatsen van een plaats met een hoge temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur.

Elke manier van warmte transport heeft zijn eigen aanpak nodig om de verplaatsing van warmte te voorkomen.

(voorkomen van warmtetransport)

Draag geen zwart

Stilstaande lucht