H4 warmte

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

4.2 warmte en energie

chemische energie

Chemische energie:

• energie die zit opgeslagen in brandstoffen: zoals hout, aardgas of lampolie.
  
• komt vrij in de vorm van warmte: verbrandingswarmte.
  

Voedingsmiddelen steek je dan ook niet letterlijk in brand, maar ons lichaam is wel in staat om deze voedingsmiddelen te 'verbranden' om er energie uit vrij te maken.

De warmte die vrij komt bij de verbranding is de

chemische warmte bronnen

houtkachel

fornuis

gasbrander

barbecue

elektrische warmtebronnen

elektrische straalkachel

infraroodlamp

broodrooster

strijkijzer 

frituurpan

warmtebronnen

Dompelaar

CV (centrale verwarmingsketel)

Fornuis

In de grafiek is te zien hoe 75 gram van een onbekende stof wordt afgekoeld.

A.) Wanneer je 25 gram van dezelfde stof afkoelt, duurt het dan langer of korter voordat de temperatuur ook tot 0 graden gedaald is?

B.) hoeveel langer/korter duurt het afkoelen van 25 gram van deze stof?

C.) Teken de grafiek voor het afkoelen van 25 gram van deze stof.

De eenheid van energie

Energie wordt gemeten / uitgedrukt in joule (J), echter ontstaat soms zo een grote hoeveelheid energie dat je dit beter uit kunt drukken in kilojoule (kJ) of megajoule (MJ) of zelfs gigajoule (GJ).

 1.000 J = 1kJ                               1.000.000 J = 1MJ

J ——-> KJ                                   J ————-> MJ

   : 1.000                                            : 1.000.000

Stralingswarmte

paragraaf 3 en 4

geleiding, stroming en straling

thermische geleiders

Thermische geleiders zijn stoffen die de warmte binnen het materiaal goed doorgeven.

Voorbeelden van stoffen die warmte goed geleiden zijn:

metalen (ijzer, aluminium, koper, staal, etc)

thermische isolatoren

thermische isolatoren zijn stoffen die de warmte niet binnen de stof doorgeven. 

Voorbeelden van thermische isolatoren zijn:

kunststoffen

hout

lucht

water

rubber

3.3 Isoleren

warmte verlies tegen gaan

Om warmteverlies tegen te gaan, moet je nagaan hoe deze warmte ontsnapt uit de ruimte. Je hebt zojuist geleerd dat warmte zich op 3 manieren kan verplaatsen. Warmte transport vindt namelijk plaats door:

geleiding,

straling en

stroming

warmteverlies ga je dus tegen door te zorgen dat warmte zich niet kan verplaatsen. Je moet dus zorgen dat er geen warmte stroming, straling of geleiding meer plaats vindt. Om dit tegen te gaan moet je goed begrijpen hoe deze warmtetransporten plaats vinden en wat er voor nodig is.

isoleren van geleidingwarmte

warmtetransport door geleiding werkt niet bij gassen en bepaalde vaste stoffen zoals hout, kunststof, rubber, schuim. Je kunt bijv. rubber om het metalen handvat van een pan maken, zodat je deze beet kunt pakken tijdens het koken. In een thermosfles en spouwmuur zit stilstaande lucht om geleiding tegen te gaan.

isoleren van stromingswarmte

warmtetransport door stroming tegen gaan kun je doen door te zorgen dat stoffen niet kunnen stromen, bijv. lucht vangen tussen 2 ramen (dubbelglas). de lucht staat dan stil en kan de warmte niet vervoeren. of gebruik maken 

van stoffen in de vaste fase, deze

kunnen ook niet stromen.

isoleren van stralingwarmte

Donkere en doffe voorwerpen wisseleen de straling uit.

(absorberen = opnemen, emitteren = afgeven)

Lichte en spiegelende voorwerpen weerkaatsen straling,

De binnenkant van een thermosfles glanzend, dit kaatst de warmte terug naar binnen.

De buitenkant van een koelen apparaat is vaak wit zodat het  straling van buiten weerkaatst.

Werking thermosfles

werking spouwmuur

De spouw is de ruimte tussen de binnen en buitenmuur. In de spouw bevindt zich een luchtlaag. Lucht is gasvormig, dus daardoor vindt er geen warmtetransport plaats door geleiding. Echter kan de lucht toch een beetje stromen. Om ook deze vorm van warmtetransport tegen te gaan wordt gebruik gemaakt van isolatiemateriaal. Hierin zit stikstaande lucht gevangen. Soms heeft de buitenkant van het isolatiemateriaal ook een glimmende laag om ook straling tegen te gaan.

Infrarodestraling zichtbaar maken met een infraroodcamera