1. Warmte en temperatuur

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

1. Warmte

Ga rustig zitten op je plek

Pak je boek, pen en iPad op tafel

Startvraag: is 'warmte' hetzelfde als 'temperatuur'?

Warm

Koud

Gemiddeld

Wat gebeurt er als je één hand in warm en één hand in koud doet, en ze dan tegelijk naar gemiddeld verplaatst?

Dit gaan we leren:

Je kan het verschil uitleggen tussen 'warmte' en 'temperatuur'

Je kan een stroomdiagram aflezen en tekenen

Je kan berekeningen uitvoeren met de formule Q = P x t

Je kan een temperatuur-tijddiagram en een temperatuur-warmtediagram maken

Warmte = overdracht van energie.

Komt voor tussen voorwerpen met verschillende temperaturen - warmte stroomt van hoog naar laag.

Een warmtebron zet elektrische energie om in warmte.

Warmte is niet hetzelfde als temperatuur.

Temperatuur geeft aan hoeveel energie in een bepaalde stof zit.

Hoe groter het verschil in temperatuur, hoe meer energie er tussen twee dingen kan stromen => die energie is de warmte.

Bij die energieomzetting wordt alle elektrische energie (E) omgezet in warmte (Q).

In een energie-stroomdiagram:

Pijl links: energie IN

Pijl recht: energie UIT

Dikte pijl = hoeveelheid energie

Wat is een voorbeeld van een elektrische warmtebron in jouw huis?

Als E gelijk staat aan Q, dan weten we gelijk een passende formule:

E = P x t = Q

Let op: we gaan andere eenheden gebruiken als we het hebben over warmte.

Q = warmte in Joule

P = vermogen in Watt

t = tijd in seconden

1 Watt per seconde is 1 Joule.

Vaak grotere getallen, dus je zal veel kJ (kilojoule) of MJ (megajoule) zien.

1 kJ = 1.000 J

1 MJ = 1.000.000 J

Oefenopgave

Een waterkoker heeft een vermogen van 2500 W. Voor een volle kop thee moet de waterkoker 25 sec. aan.

a. Hoeveel warmte levert de waterkoker in 1 seconde?

b. Hoeveel warmte (in Joule) is er nodig voor één kop thee?

c. Reken je antwoord bij b. om naar kilojoule.

Uitwerking

Een waterkoker heeft een vermogen van 2500 W. Voor een volle kop thee moet de waterkoker 25 sec. aan.

a. Hoeveel warmte levert de waterkoker in 1 seconde?

Vermogen P = 2500 W. Tijd t = 1 s. Formule: Q = P x t = 2500 x 1 = 2500 Joule

b. Hoeveel warmte (in Joule) is er nodig voor één kop thee?

Vermogen P = 2500 W. Tijd t = 25 s. Formule: Q = P x t = 2500 x 25 = 62.500 J

c. Reken je antwoord bij b. om naar kilojoule.

1000 J = 1 kJ >> 62.500 J = 62,5 kJ

Van het proces van water verwarmen, kan je een diagram maken.

In dit diagram laat je de temperatuur zien op verschillende tijdstippen: het is een temperatuur-tijddiagram.

Dit verband is lineair: je grafiek wordt een rechte lijn.

Dit hebben we geleerd:

Dat temperatuur aangeeft hoeveel energie in een stof zit, en dat warmte aangeeft hoeveel energie er wordt overgedragen tussen voorwerpen.

Dat we warmte Q (eenheid: Joule) kunnen berekenen met de formule

Q = P x t.

Dat een temperatuur-tijddiagram van water verwarmen lineair is.

Volgende les: zelf water verwarmen met een elektrische warmtebron.

Aan de slag!

Maak: hoofdstuk 6, paragraaf 1, opdrachten: 1, 2, 4 t/m 7, 9.

Hoe: in je boek. Gebruik de theorie bij de vragen.

Met wie: je mag rustig samenwerken met je buur.

Hoe lang: tot einde les.

Snel klaar? Begin aan de opgaven van Test jezelf van paragraaf 6.1.

Warmte en temperatuur

Ga rustig zitten op je plek

Pak je boek, pen en iPad op tafel

Ga in groepjes van drie bij elkaar zitten.

Vorige les:

Geleerd dat sommige voorwerpen elektrische energie omzetten in warmte.

We kunnen de geleverde warmte berekenen met formule Q = P x t.

Van water verwarmen kan je een temperatuur-tijddiagram maken.

Deze les

Een dompelaar gebruiken om water te verwarmen.

1. Je warmt water op en meet elke minuut wat de temperatuur is.

2. Je maakt van je metingen een temperatuur-tijddiagram.

3. Je berekent voor elk meetpunt hoeveel warmte er is toegevoegd aan het water.

Zelf aan de slag

Je krijgt: een dompelaar, een bekerglas met water, een thermometer.

1. Maak een tabel waarin je na elke minuut de temperatuur van

het water kan noteren. Noteer ook de temperatuur bij t = 0!

2. Verwarm het water met de dompelaar tot ongeveer 40 graden.

3. Maak van je metingen een temperatuur-tijddiagram. Let op: het zou een lineair verband moeten zijn - je maakt er dus een rechte lijn van.

4. Bereken voor elk meetpunt hoeveel warmte er op dat moment aan het water was toegevoegd. Gebruik: Q = P x t. Vermogen dompelaar = 300 W.

Een dompelaar zet elektrische energie om in...

1. Warmte
2. Temperatuur

Zet de woorden op de juiste plek in het stroomdiagram

Warmte

Elektrische energie

Een waterkoker geeft in 30 seconden 15.000 Joule warmte af aan het water. Wat is het vermogen van de waterkoker?

Aan de slag!

Maak af: je temperatuur-tijddiagram en je berekeningen. Lever op papier bij mij in (namen erop!)

Maak dan: hoofdstuk 6, paragraaf 1, opdrachten Test Jezelf.

Hoe: op papier / in je boek. Gebruik de theorie bij de vragen.

Met wie: je mag rustig samenwerken met je buur.

Hoe lang: tot einde les.

Klaar? Start alvast met paragraaf 6.2.