3.2 Verwarmen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

3.2 Verwarmen

Programma

-Formatieve check	10 min
-Oefeningen nakijken	10 min
-Warmtebronnen	15 min
-Soortelijke warmte	15 min

Formatieve check

Klik op de link om naar een nieuwe les te gaan, hierbij kan je zelf feedback geven op je leerdoelen:

Checks voor 3.2 Verwarmen

De laatste slide sla je voor nu over, deze is voor het einde van de les!

Oefeningen nakijken

Ik loop langs om te controleren of je je spullen bij je hebt en of de oefeningen gemaakt zijn.

De antwoorden staan in het eerste tabblad van de Studiewijzer in Magister.

Leerdoelen

Wat behandelen we vandaag?

• Je kunt energieomzettingen weergeven in een energiestroomdiagram waarbij de hoeveelheid energie voor en na de omzetting niet verandert.
• Je kunt uitleggen dat de toevoer van warmte leidt tot een hogere temperatuur.
• Je kunt door de soortelijke warmte te gebruiken berekenen hoeveel energie nodig is om een stof in temperatuur te laten stijgen.

Wat voor warmtebronnen heb je allemaal in je huis?

Warmtebronnen

Als hoofd warmtebron heb je thuis vaak een CV-ketel of warmtepomp staan.

Energiestroomdiagram

In een CV-ketel of warmtepomp zit een verwarmingselement.

Deze zet elektrische energie om in warmte energie.

Dit heet een energieomzetting.

Een energieomzetting kan je laten zien in een energiestroomdiagram, zoals hiernaast.

Wet van behoud van energie

Met veel energiebronnen is het mogelijk om een energiesoort om te zetten naar een andere energiesoort.

Wat niet mogelijk is, is het verdwijnen of ontstaan van energie.

Als je ergens een bepaalde hoeveelheid energie in stopt, MOET er net zoveel energie weer uitkomen, dit kan zijn in de vorm van een andere energiesoort.

Dit heet de wet van behoud van energie.

Daarom zijn de pijlen in een energiestroomdiagram even hoog, het laat zien dat er evenveel ingaat als uitgaat.

Calorimeter

Een stof die opgewarmd wordt, zal een regelmatige temperatuurstijging hebben.

Oftewel: Om een stof 1 ℃ te laten stijgen heb je dezelfde hoeveelheid energie nodig, of het nou van 11 ℃ naar 12 ℃ is of 78 ℃ naar 79 ℃.

Met een kan calorimeter je nauwkeurig nagaan hoeveel energie het kost om een stof 1 ℃ te verwarmen.

Warmte-energie berekenen

Hoe bereken je hoeveel warmte-energie er ontstaat?

Benodigdheden:

• Vermogen van het apparaat dat je gebruikt.
  
• Vermogen (P) = aantal Watt (W)
  
• De tijdsperiode dat je het apparaat gebruikt.
  
• Tijd (t) = aantal seconden (s)

Formule: E = P * t

(warmte)energie (E) = aantal Joule (J)

Een elektrische verwarmingsplaat heeft een vermogen van 900 W. Bereken het energieverbruik in J als de plaat een half uur aanstaat.

E = P x t

Soortelijke warmte

De hoeveelheid warmte die nodig is om 1 g van een stof 1 °C in temperatuur te laten stijgen, noem je de soortelijke warmte.

Voor water is dit bijvoorbeeld 4,2 J/g*°C

Soortelijke warmte (c) = aantal J/g*°C

Met de soortelijke warmte kan je berekenen hoeveel warmte-energie je nodig hebt om een stof op te warmen.

Warmte (Q)

Wat moet je weten wil je de warmte-energie (Q) uitrekenen?

• Hoeveel graden je de stof wilt laten stijgen.
  
• Temperatuurverschil (ΔT) = T_EIND - T_BEGIN = eindtemperatuur - begintemperatuur
  
• De soortelijke warmte van de stof.
  
• Soortelijke warmte (c) = aantal J/g*°C
  
• Hoeveel gram stof je hebt.
  
• Massa (m) = aantal gram (g)
  

Formule: Q = c * m * ΔT

Q = warmte-energie in Joule (J) = E

Een kokendwaterkraan verwarmt 1,5 L water van 20 °C tot 100 °C.
Bereken hoeveel elektrische energie de kokendwaterkraan daarbij moet omzetten. Ga ervan uit dat alle elektrische energie wordt gebruikt om het water te verwarmen.

De massa van 1,5 L water is 1,5·10³ g.
De soortelijke warmte van water is 4,2 J/(g/°C)

Oefeningen

Ga aan de slag met de volgende oefeningen:

Hoofdstuk 3 Paragraaf 2:

1 t/m 8

Welke leerdoelen beheers je?

Klik op de link, deze opent weer de check. Vul nu de laatste slide in:

Checks voor 3.2 Verwarmen