H5 soortelijke warmte

• nask
• Natuurkunde
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 3

Temperatuur en Warmte zijn eigenlijk hetzelfde. Waar of niet waar?

Doelen

• Je begrijpt de betekenis van soortelijke warmte en warmtecapaciteit. (stof eigenschap)
• Je kan rekenen met de formule voor de soortelijke warmte.
•   Je kan rekenen met de formule voor de warmtecapaciteit .
• je kan rekenen met voorbeelden waarin warmte-uitwisseling optreedt. 
• huiswerk: zie Magister

De hoeveelheid warmte die nodig is om het water te verwarmen is afhankelijk van (kies het beste antwoord)

1. de hoeveelheid water
2. de begintemperatuur
3. de eindtemperatuur
4. de hoeveelheid water en de temperatuurstijging

Soortelijke warmte

Soortelijke warmte: de warmte die nodig is om 1kg van een stof  1 C (1K) warmer te maken.

Bij water heb je heel veel (soortelijke) warmte nodig om temperatuur te laten stijgen

Soortelijke warmte

C = SOORTELIJKE WARMTE

Soortelijke warmte

c= soortelijke warmte (J/(kg*K))

Q= warmte (J)

m= massa (kg)

T= temperatuur  (K)

c=​m⋅ΔT​​Q​​

Josje heeft 2 emmers gevuld met water. Emmer 1 is gevuld met 10 liter water van 100°C. Emmer 2 is gevuld met 5 liter water van 50 °C. Welke emmer heeft de hoogste temperatuur?

1. Emmer 1
2. Emmer 2
3. Beide emmers hebben dezelfde temperatuur
4. Beide emmers hebben dezelfde hoeveelheid warmte

Josje heeft 2 emmers gevuld met water. Emmer 1 is gevuld met 10 liter water van 100°C. Emmer 2 is gevuld met 5 liter water van 50 °C. Welke emmer bevat de meeste warmte?

1. Emmer 1
2. Emmer 2
3. Beide emmers hebben dezelfde hoeveelheid warmte
4. Dat kan je met deze informatie niet eenduidige bepalen

Je wilt voor het avondeten een pan water aan de kook brengen. Voor welke pan heb je de meeste warmte nodig? Pan A bevat 1 liter water van 20 °C Pan B bevat 2 liter water van 20 °C

1. Pan A
2. Pan B
3. Voor beide pannen evenveel
4. Dat kan je met deze info niet zeggen

de benodigde warmte voor een lokaal

Een lokaal is 10 meter lang, 8,0 meter breed en 3,0 meter hoog.

Bereken de benodigde warmte als de lucht in het lokaal  2 graden warmer wordt. De dichtheid van lucht is 1,3 kg/m^3. Hoe lang duurt dit als je kachel een vermogen van 1000 W heeft? hou geen rekening met de aanwezige spullen en de muren van het lokaal.

warmtecapaciteit

De warmte capaciteit C (let op een hoofdletter C !) is de hoeveelheid warmte/energie die nodig is om een voorwerp (welke vaak is opgebouwd uit verschillende materialen)
1 graad in temperatuur te laten stijgen.

Q = warmte in Joule (J)
C = warmtecapaciteit (J/oC)
ΔT= temperatuurstijging: = Teind - Tbegin (^oC)

Q=C⋅ΔT

Wat geeft de letter 'c' aan in onderstaande formule?

Q=c⋅m⋅ΔT

1. Soortelijke weerstand
2. Soortelijke warmte
3. Warmtecapaciteit
4. Warmtecoëfficïent

Wat is de eenheid
van soortelijke warmte?

1. ​kg⋅J​​°C​​
2. ​kg​​J​​
3. ​kg⋅°C​​J​​
4. ​°C​​​kg​​J​​​​

warmte-uitwisseling 

We willen 250 mL koffie met een temperatuur van 90 C in een kopje doen. De kamertemperatuur is 20 C. Het kopje heeft een warmtecapaciteit van 25 J/K. Bereken de temperatuur van het kopje nadat de warmte-uitwisseling plaats gevonden is. We nemen aan dat er geen warmte wordt afgestaan aan de ruimte.

Wat is het verschil tussen de soortelijke warmte en de warmtecapaciteit?

Een kop koffie heeft een warmtecapaciteit van: 62.6 J/°C.
DE temperatuur van het kopje is met 12 graden toegenomen. Hoeveel warmte heeft de de kop geabsorbeerd?

upload

een foto van je berekening

Bereken hoeveel warmte er toegevoerd moet worden in elk van onderstaande processen. De begintemperatuur is telkens 20 0C.
a Het opwarmen tot 100 0C van een pan met een warmtecapaciteit van 450 J∙K-1
b Het aan de kook brengen van 500 ml water.
c Het aan de kook brengen van 500 ml melk in bovenstaande pan.

3.4 Energie en warmtetransport

Voor het opwarmen of afkoelen van een voorwerp geldt:

ΔT = Q / m c   --> Q = m c ΔT

Hierin is Q de hoeveelheid energie / warmte in Joule (J)

m de hoeveelheid stof in kilogram (kg)

ΔT de temperatuursverandering in Kelvin of Celcius K of ^oC 

c de soortelijke warmte in Joule per kilogram per Kelvin (J/(kg K))

LET OP: de ΔT in de grafiek mag in K of ^oC. Voor een Δ T is dat hetzelfde!

Voor de warmtecapaciteit 'C' van een voorwerp geldt: C = ∑ mc. De eenheid is J/K of J / ^oC 

In de 'grote' C zitten alle verschillende massa's en soortelijke warmtes van de verschillende onderdelen van het voorwerp al verwerkt. Zo kan de 'C' van een thermosfles 18 J/K zijn.