H2 warmte paragraaf 3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H2 warmte

Paragraaf 3 geleiding, stroming en straling

Wat gebeurd er volgens het deeltjes model met moleculen die opwarmen?

Het deeltjesmodel

Praktijk

Proefje uitzetten en krimpen

warmte transport

Wanneer je met behulp van een radiator een kamer verwarmt, dan moet de warmte van het hete water in de radiator zich dus verplaatsen door heel de ruimte, dit verplaatsen van warmte noem je warmtetransport. 

Warmtetransport kan op 3 manieren plaats vinden, namelijk door: 

geleiding,

 stroming en 

straling. 

Hierbij gaat de warmte altijd van een plaats waar het warm is (veel warmte) naar een plaats waar het kouder is (weinig warmte).

stroming

Bij warmte stromen is er altijd een stof (medium) nodig die warmte heeft opgenomen en dit goed vast houd. Stoffen die warmte niet (goed) afgeven of doorgeven noem je isolatoren. niet alle isolatoren kunnen warmte goed opnemen, dus niet alle isolatoren zijn geschikt om warmte door te geven met behulp van stroming. Een zeer geschikte stof voor warmte transport door middel van stroming is bijv. lucht. lucht neemt warmte goed op en houd deze goed vast. stilstaande lucht is dus een goede warmte isolator, maar doordat lucht verplaatst verplaatst de warmte mee. De reden dat de lucht niet stil blijft hangen, maar rond gaat stromen is de volgende: Je hebt geleerd dat de moleculen van stoffen verder uit elkaar gaan bewegen wanneer deze warmer worden. dit houd in dat er bij koude lucht meer moleculen in hetzelfde volume zitten, dan bij warme lucht. warme lucht heeft dus een kleinere dichtheid dan koude lucht. Hierdoor zakt de koude en dus zwaardere lucht naar beneden en stijgt de warme en lichtere lucht omhoog.

stroming

Bij warmte stroming is er altijd een stof, een medium, nodig die warmte heeft opgenomen en dit goed vast houd. vaste stoffen kunnen niet stromen, dus het medium moet gasvormig of vloeibaar zijn! warmte stromen gaan altijd omhoog bij de plaats waar het warm is! nooit zijwaarts!

koude lucht heeft een grotere dichtheid en zakt dus naar beneden.

warme lucht heeft een kleinere dichtheid en stijgt dus op.

Practicum stroming

geleiding

De moleculen van een stof gaan sneller trillen wanneer deze warm worden. Deze trilling wordt doorgegeven binnen de stof, d.w.z. dat een deeltje dat warm is geworden heftiger is gaan trillen en deze trillingsenergie door geeft aan het deeltje direct naast hem. Ook dit deeltje geeft de trilling op zijn beurt weer door etc. het is dus noodzakelijk dat de deeltjes dichtbij elkaar zitten om deze trilling door te kunnen geven. geleiding van warmte gaat dus het beste bij stoffen in de vaste fase. geleiding vindt wel plaats bij vloeistoffen, maar dit gaat niet zo snel/goed. bij gassen vindt geen geleiding plaast.

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

stilstaande lucht

water

rubber

Practicum geleiding

straling

Warmte transport door straling is de enige vorm van warmtetransport waarbij er geen (tussen)stof nodig is voor het transport van warmte. Infrarode straling kan zich zelfs verplaatsen door een vacuum. Denk maar aan de warmte die je voelt wanneer er zonnestralen op je huid komen. Deze zonnestralen zijn afkomstig van de zon die zich in de ruimte bevindt en in de ruimte is geen tussenstof. Warmte straling noemt men infrarodestraling. infraroodstraling kan men niet met het blote oog waarnemen. Er bestaan wel warmtecamera’s, waarmee je deze warmte straling kunt waarnemen. De kleur op de afbeelding correspondeert dan met de hoeveelheid warmte. bijv. wit is het heetst, dan geel, dan oranje etc.

straling

Om warmte te transporteren middels straling is geen (tussen)stof nodig, straling kan door een vacuum verplaatsen. straling verplaatst zich het beste door een vacuum of door stoffen in de gasvormige fase.

 straling kun je tegen gaan door spiegelende oppervlakken, deze kaatsen straling terug. ook voorwerpen die wit zijn weerkaatsen vrijwel alle straling.

doffe en donkere (zwart) voorwerpen absorberen straling juist.

 Warmte straling noemt men infrarodestraling. (Infraroodstraling kan men niet met het blote oog waarnemen). 

A (geleiding)

betere absorptie

straling

van 1 naar 2: stroming

van 2 naar 3: geleiding

stroming

straling

een groter oppervlak betekent dat er meer straling op de pan valt. het opwarmen gaan hierdoor sneller.

zonnecellen wekken elektriciteit op door energie uit UV straling op te nemen. deze straling moet dan niet worden weerkaatst. door een antireflectielaag wordt er meer straling opgevangen en omgezet.

Hoe noemt men warmtestraling?

Door welke vormen van warmtetransport worden zonnestralen verplaatst?

1. Geleiding
2. Stroming
3. Straling
4. Allen

Door welke vorm van warmtetransport wordt een metalen lepel in een pan warm?

1. Geleiding
2. Stroming
3. Straling
4. Allen

Door welke vorm(en) van warmte transport Voelt je hand warm wanneer je deze vlak voor de radiatorplaat houdt?

Warmtegeleiding vindt het beste plaats in stoffen die verkeren in de .... fase

1. Vaste fase
2. Vloeibare fase
3. Gasvormige fase
4. Maakt niets uit

Warmtetransport door stroming kan nooit plaats vinden wanneer stoffen zich bevinden in de ..... fase

1. Vaste fase
2. Vloeibare fase
3. Gasvormige fase

Voor welke vorm van warmtetransport is GEEN medium vereist?

1. Geleiding
2. Straling
3. Stroming
4. Er is altijd en medium nodig

Waar kun je een radiator het beste hangen?

1. Hoog
2. Laag
3. Maakt niets uit

Waar kun je koelelementen in een koelbox het beste leggen?

1. Boven op alle spullen
2. Onder alle spullen
3. Tussen alle spullen in
4. Aan de zijkant