3. Warmtetransport

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

3. Warmtetransport

Doelen:

1. Je kunt drie vormen van warmtetransport noemen en de verschillen toelichten.

2. Je kunt voorbeelden geven van goede en slechte warmtegeleiders.

3. Je kunt uitleggen welke voorwerpen straling goed absorberen en welke niet.

Wat weten we al?

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

2. Sommige voorwerpen geleiden warmte heel makkelijk - denk aan het glazen bekerglas dat heet werd (en waar je je handjes niet aan wil branden).

3. Straling (denk aan licht, eerder dit jaar) kan worden weerkaatst of geabsorbeerd.

Verwarmen van je huis: warmte wordt door het huis getransporteerd.

Drie vormen:

- Geleiding

- Stroming

- Straling

Geleiding

Warmte verplaatst zich door een stof die zelf niet in beweging is (vaak een vaste stof).

Het staal van de radiator in het lokaal wordt snel warm als er warm water doorstroomt. Staal is een goede geleider, net als de meeste metalen.

Welke stof zou een slechte warmtegeleider zijn?

1. IJzer
2. Koper
3. Plastic
4. Aluminium

Stroming

Een gas of vloeistof is in beweging en vervoert daarmee warmte.

<<

Warmte lucht stijgt op, koelt af, daalt weer, warmt opnieuw op, stijgt, etc.

(Lucht is wel een erg slechte geleider  van warmte)

Straling

Een voorwerp zendt infrarode straling of licht uit en geeft daarmee warmte af.

Dit is hoe warmte van de zon wordt vervoerd, en hoe bijvoorbeeld terrasheaters werken.

In welke kleur kleding zal je het in de zon sneller te warm krijgen?

1. Zwart
2. Wit
3. Dat maakt niet uit
4. Ik krijg het nooit te warm

Donkere kleuren absorberen meer licht. Zwart absorbeert bv. alle kleuren en weerkaatst niks.

Een voorwerp dat alle straling absorbeert wordt dus veel sneller warm dan een voorwerp dat alles weerkaatst (zoals iets wits).

Alles in één: de thermosfles.

Een stalen pan op het fornuis warmt op. Welke vorm van warmtetransport is dit?

1. Geleiding
2. Stroming
3. Straling

Warm water in een pan stijgt naar de oppervlakte, koelt af, en daalt weer. Er is sprake van...

1. Geleiding
2. Stroming
3. Straling

Geef een voorbeeld van een slechte warmtegeleider.

Als je 's zomers wil dat je huis zo koel mogelijk blijft, welke kleur moet je dan op je buitenmuren verven?

1. Zwart
2. Wit

Nu aan de slag

Maak: paragraaf 6.3, opdrachten 1 t/m 5, 7, 9 en 10.

Warmtetransport

Drie vormen:

1. Geleiding - warmte verplaatst door een stof die zelf niet in beweging is

2. Stroming - warmte verplaatst door beweging in vloeistof/gas

3. Straling - warmte verplaatst door IR-straling / licht

Wat gebeurt er?

Ik hou het uiteinde van een metalen buis boven een kaarsje.

1. Welke vorm van warmtetransport vindt er plaats?

2. Waaraan zal je kunnen zien dat er warmte getransporteerd wordt?

3. Stel dat ik de proef opnieuw doe met een metalen buis waarvan de temperatuur veel lager is. Wordt er dan meer warmte getransporteerd, minder warmte, of evenveel warmte?

Hoofdregels warmte(transport)

1. Warmte is het overdragen van energie. Er is alleen sprake van warmte tussen objecten met verschillende temperaturen.

2. Temperatuur is de energie die een voorwerp/stof heeft. Het is niet hetzelfde als warmte!

3. Het voorwerp met de hogere temperatuur draagt energie over aan het voorwerp met de lagere temperatuur.

4. Hoe groter het verschil in temperatuur, hoe meer warmte er wordt vervoerd.

Warmte

Temperatuur

Gemeten in Joule

Gemeten in Celsius of Kelvin

Is overdracht van energie

Energie van/in een voorwerp

00:16

Welk object denk je dat warmer aan zal voelen?

1. Boek
2. Harddrive

00:53

Wat verwacht je van de temperaturen?

1. De temperatuur van beide is gelijk
2. Het boek heeft een hogere temperatuur
3. De harddrive heeft een hogere temperatuur

01:25

Waarom voelt de metalen harddrive kouder aan dan het papieren boek?

02:02

Waar gaat het ijs sneller op smelten?

1. Aluminium
2. Plastic
3. Beide hetzelfde

Wat leren we hiervan?

1. Nogmaals: temperatuur en warmte zijn niet hetzelfde.

2. Metalen zijn goede geleiders - ze transporteren warmte heel snel. Metaal transporteert de warmte van je hand weg - daarom voelt het kouder aan.

Zelf weer aan de slag

Maken: paragraaf 6.3 opdrachten 1 t/m 5, 7, 9 en 10.

Daarna: 6.3 'Test Jezelf'

Let op: deze vragen oefenen met het verschil tussen geleiding, stroming, en straling. Lees goed en bedenk bij elke vraag: om welke vorm van warmtetransport gaat het hier?