H2-1 Warmte en temperatuur

• Natuurkunde
• Voortgezet speciaal onderwijs

H2-1 WARMTE en TEMPERATUUR

www.vulkanisme.nl

Kernwoorden:

• Temperatuur
• Graden Celsius (             )
• Kookpunt
• Smeltpunt
• Vloeistof thermometer
• Meetbereik

°C

Warmte of temperatuur?

De vonken van sterretjes voel je nauwelijks op je hand. Toch is de temperatuur van zo'n vonkje wel degelijk een paar duizend graden Celsius. De vonk koelt snel af als hij je huid raakt. De vonk is zo klein dat hij maar weing warmte afgeeft. 

Warmte of temperatuur

Warmte is energie die stroomt van voorwerpen met een hoge temperatuur naar een lage temperatuur. Uiteindelijk krijgen ze dezelfde temperatuur.

Temperatuur

• Eenheid is graden Celsius (         )
• Kokend water heeft een temperatuur van 100
• Smeltend ijs heeft een temperatuur van 0  

°C

°C

°C

Vloeistof-thermometer

1. Stijgbuis
2.  Reservoir
3. Schaalverdeling

Vloeistof is tegenwoordig gekleurd alcohol, vroeger was dit kwik.

Waarom wordt kwik niet meer gebruikt als vleoistof in een thermometer?

1. Te duur
2. Moeilijk te zien
3. Giftig
4. Werkt minder goed

Meetbereik

De schaalverdeling op de thermometer geeft het meetbereik aan. 

Wat is het meetbereik van thermometer a

1. a= -20 tot 120 graden celsius
2. a= 20 tot -120 graden celsius
3. a= 20 tot 120 graden celsius
4. a= 120 graden celsius

Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit (Danzig, 24 mei 1686 – Den Haag, 16 september 1736) was een Pools/Duits natuurkundige die een groot deel van zijn werkzame leven in de Verenigde Nederlanden doorbracht. Hij werd bekend door de Fahrenheit-temperatuurschaal. (°F)

Lord Kelvin

Natuurkundige

1842 - 1907

Absolute nulpunt (-273 C) als ijkpunt (0 Kelvin)

Temperatuur in Kelvin

Ook de temperatuur wordt veroorzaakt door de beweging van de atomen waaruit het materiaal bestaat. Hoe sneller de atomen bewegen, hoe hoger de temperatuur van het voorwerp. Andersom geldt ook dat hoe langzamer de atomen bewegen, hoe lager de temperatuur wordt.

Als we een voorwerp blijven afkoelen, dan komt er een moment dat alle atomen stil staan. Dit gebeurt bij -273 °C. We noemen deze allerlaagste temperatuur het absolute nulpunt. Het is niet mogelijk dat een materiaal nog kouder wordt, want de atomen staan op dit moment immers al helemaal stil.

Sinds de ontdekking van het absolute nulpunt wordt ook vaak een andere eenheid voor de temperatuur gebruikt: de kelvin (K).

Bij deze schaal is ervoor gekozen om het absolute nulpunt 0 K te noemen. Er geldt dus:



Het handige van deze schaal is dat de temperatuur in kelvin altijd positief is. Het kan immers niet kouder worden dan 0 K. Een ander voordeel is dat formules vaak simpeler worden als we gebruik maken van kelvin. Om deze redenen is de Kelvin de SI-eenheid voor de temperatuur. We rekenen kelvin en graden Celsius als volgt in elkaar om:


T(K) staat voor de temperatuur in kelvin. T(°C) staat voor de temperatuur in graden Celsius.

0 K=−273°C

T(K)=T(°C)+273

T(°C)=T(K)−273

Celcius / Kelvin

Kelvin

Natuurkundige

Begint bij absolute nulpunt

- 0 K

- 0 ⁰C = 273 K

- Kokend water 373 K

Vroeger werkten thermometers op basis van kwik, maar de laatste decennia is de digitale thermometer bezig aan een opmars om de analoge variant te verdrijven. In dit apparaat meet een sensor de temperatuur en geeft die weer op het LCD-display. Een batterij voorziet de digitale thermometer van energie. Digitaal meten gaat een stuk sneller dan analoog meten.