[WS] WeD-p5 Geleidbaarheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

WS: Warmte en Druk

Paragraaf 5: Geleidbaarheid
Methode: Wetenschapsschool

Lentiz Reviuslyceum. Versie 19-5-2018

M. van Aken

Lees voor je deze LessonUp doorloopt de theorie van de website door. Geef hieronder aan wat je WEL en NIET snapt van deze paragraaf.

Maak een foto van je samenvatting en lever die hier in.

Wat is juist met betrekking tot de eenheid van vermogen 'Watt'.

1. 10 W = 10 J
2. 10 W = 10 Js
3. 10 W = 10 J/s
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

Op welke manier is de formule voor de warmtestroom goed omgeschreven?

P=λA​d​​ΔT​​

1. A=λP​d​​ΔT​​
2. A=​ΔT​​Pdλ​​
3. A=​Pd​​λΔT​​
4. A=​λΔT​​Pd​​

Hoe groot is de geleidbaarheid (warmtegeleidingscoëfficiënt) van bakeliet

1. 0,1 W / m / K
2. 0,2 W / m / K
3. 0,6 W / m / K
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

De warmtegeleidingscoëfficiënt van bakeliet is 0,2 W / m / K. Dit is een vereenvoudigde eenheid.
Eigenlijk is de eenheid W m / m² / K.. Leg met deze laatste eenheid uit wat het getal 0,2 voor bakeliet betekent.

Let op: dit is best een lastige som. Het is niet erg als je hier niet direct helemaal uitkomt. Je probeert natuurlijk wel zoveel mogelijk!
Je bent een taart aan het bakken in een industriële oven op een temperatuur van 220 °C. De glazen (gewoon glas) deur van de oven is 40 x 30 cm en 2,5 mm dik. De oven produceert in 40 minuten 84 MJ aan warmte produceert. Uit eerdere metingen weet je dat 25% van de geproduceerde warmte verloren gaat door de deur. Bereken met deze gegevens de temperatuur van de omgeving (buiten de oven).

Uitwerking

Je bent op zoek naar de ΔT. (Want daarin zit de gevraagde buitentemperatuur verstopt)

Met de afmetingen van de deur weet je de A en d uit de formule. Zet ze om naar m² en m. 
A = 0,12 m² en d = 0,0025 m. Uit de BINAS haal je de λ van gewoon glas: λ = 0,93 W/m/K.
Als je nu de warmtestroom P weet, kan je de ΔT uitrekenen.
Het gaat om warmtestroom, dus de warmte (Q in J) is 25% van de gegeven 84 MJ.
Q = 21 MJ  (21 10⁶ J)
Met de tijd (2400 s) geldt dan voor de warmtestroom P = E / t = Q / t =  21 10⁶ / 2400 = 8750 W.

Hieruit volgt ΔT = P d / (λ A) = 8750 x 0,0025 / (0,93 x 0,12)  = 196 K of °C.
Het verschil is 196°C dus de temperatuur buiten de oven is 220 - 196 = 24°C.
(Let op: het vermogen is heel erg hoog voor een gewone oven)

Als je nog iets niet begreep, geef dat dan zo duidelijk mogelijk aan.