4.1 Verwarmen deel 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Kennenlijst.

• Rekenen met de soortelijke warmte.
• Wat is "delta" T  (        T).
• Berekenen van de energie met het vermogen.
• Omrekenen van calorie naar Joule

Δ

Kunnenlijst

Wat is de soortelijke warmte

Iedere stof heeft verschillende stofeigenschappen. (Kleur, geur, dichtheid, kook en smeltpunt)

Één van de stofeigenschappen is de soortelijke warmte.

Wat is de soortelijke warmte

De soortelijke warmte geeft aan hoeveel energie er nodig is om de temperatuur (T) van 1 gram (m) van de stof met 1 graad Celsius te laten stijgen.

Voor iedere stof is dit een andere waarde, bij water is dit 4,2 Joule.

Bij de toets krijg je een tabel waar deze waarden in staan

Wat is de soortelijke warmte

Wat kun je er mee?

Met de soortelijke warmte kun je uitrekenen hoeveel energie er nodig is om voorwerpen te verwarmen, of kun je uitrekenen hoeveel energie uit een systeem (je huis) gaat door warmte verlies (afkoelen).

Berekenen van de warmte.

De warmte (= energie) is afhankelijk van 3 dingen:

1. de massa (m) in de eenheid gram (g)
2. de soortelijke warmte (c) in de eenheid J/g.^oC
3. het temperatuursverschil (stijgen of dalen) (     T) in de eenheid ^oC

Δ

Test 1. Bereken de warmte als je een ijzeren kogel van 0.5 kg van 20 tot 80 graden Celsius verwarmt. (Zoek de soortelijke warmte op op internet - let op dat je die omrekent naar de juiste eenheid)

Berekenen van de warmte

De "delta" wil zeggen "Het verschil".

Dit reken je uit door het eindgetal - begin getal.

Dus      T = eindtemperatuur - begintemperatuur.

Bij een positief antwoord is de stof verwarmd en is er energie in de stof gegaan.

Bij een negatief antwoord is de stof afgekoeld en is er energie uit de stof gegaan.

Δ

Soortelijke warmte van water

De soortelijke warmte van water is:  4,2 J/g ^oC

Oftewel: als je 1 gram water 1 ^oC in temperatuur wilt laten stijgen, dan heb je daar 4,2 Joule aan warmte nodig. Dit wordt ook de calorie genoemd.

Berekenen van de energie met het vermogen.

Bij elektrische energie kunnen we de hoeveelheid energie uitrekenen met het vermogen (de geleverde energie per seconde).

Om de energie uit te kunnen rekenen is het ook belangrijk dat je de tijd weet. Hoe langer het apparaat aan staat, des te meer stroom het gaat kosten, en dat vinden ouders meestal niet fijn

Berekenen van de energie met het vermogen.

Om de energie (E) in de eenheid Joule (J), te kunnen berekenen zijn dus twee dingen nodig:

1. het vermogen (P) in de eenheid Watt (W)
2. de tijd (t) in de eenheid seconde (s)

De formule is dan: E = P . t

Berekenen van de energie met het vermogen.

Met deze formule is het ook mogelijk om de tijd uit te rekenen als je de energie en het vermogen weet, en om het vermogen uit te rekenen als je de energie en de tijd weet (zie ombouwen formules)

Calorie

Op de meeste voedselproducten en dieten wordt de energie niet in Joule berekend, maar in Calorie.

De calorie is de hoeveelheid energie die nodig is om 1 gram water 1 graad Celsius te laten verwarmen.

Dit is dus weer die 4,2.

1 Cal = 4,2 J

Vragen

Leg ook je rekenmachine klaar!

Noteer de uitwerkingen op je werkblad of in je schrift.

Gebruik volledige berekening!

Test 2

Er is 504.000 J nodig voor het verwarmen van 1,5 L water van 20 graden Celsius naar 100 graden Celsius.

a. Bereken hoeveel uur een lamp van 15 W kan branden op die hoeveelheid energie.

b. Bereken de stroomsterkte door de lamp (de lamp is aangesloten op de netspanning).

Test 3

Op de camping maakt Ella 1,5 L thee met een brander. Ze verwarmt het water van 20 tot 100 graden Celsius. Helaas stroomt 50% van de geproduceerde warmte langs de pan en gaat verloren. De brandstof levert 46 kJ/g warmte.

Bereken hoeveel gram brandstof ze gebruikt.

Test 4. Wat is de eenheid voor energie?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Test 5. Wat is de eenheid voor warmte?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Test 6. Wat is de eenheid voor vermogen?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Test 7. Bereken de T.
Water wordt verwarmd van 21 graden naar het kookpunt van water.

Δ

1. 21 graden Celsius
2. 100 graden Celsius
3. 79 graden Celsius
4. 121 graden Celsius

Test 8. Wat is het kookpunt?

1. 100 graden Celsius
2. een punt waarbij een stof gaat koken
3. de temperatuur waarbij een stof gaat koken

Test 9. Bereken de energie die nodig is om een föhn te laten werken. De föhn staat 10 minuten aan en gebruikt een vermogen van 1,5 kW

1. 15 J
2. 15 000 J
3. 900 J
4. 900 000 J

Test 10. Bereken hoeveel energie er nodig is om 20 gram beton 10 graden Celsius te verwarmen. De soortelijke warmte van beton is 1 J/(g.C)

1. 20 J
2. 200 J
3. 2000 J
4. 20 000 J

Test 11. Reken om: In een koekje zit 230 kCal. Hoeveel Joule zit er in het koekje?

1. 230 J
2. 230 kJ
3. 966 J
4. 966 kJ