P7.2 Warmte

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

P7.2 Warmte

Natuurkunde overal - havo 5

Na deze paragraaf kun je:

1. aan de hand van het molecuulmodel onderscheid maken tussen warmte en temperatuur
2. uitleggen wat het absolute nulpunt is
3. graden Celsius en kelvin in elkaar omrekenen
4. redeneren en rekenen met de hoeveelheid warmte die nodig is om stoffen op te warmen
5. de samenhang tussen soortelijke warmte en dichtheid beschrijven en verklaren

Wat is warmer? Je boek of je tafel?

Antwoord: beiden zijn even warm. Je tafel voelt waarschijnlijk kouder aan, omdat deze warmte beter afvoert. Oftewel, de tafel geleidt beter. 

Je warmt de tafel op door warmte (Q) toe te voeren. Warmte is een vorm van energie en heeft als eenheid Joule (J)

De toegevoerde warmte wordt omgezet in inwendige energie:

1. kinetische energie van de moleculen; ze gaan sneller trillen/bewegen.  
2. arbeid om de afstand tussen de moleculen te vergroten. (daarvoor moet de aantrekkingkracht worden overwonnen (W = Fs))

Energie/warmte toevoeren

Het aanvoeren van energie gebeurd vaak binnen een bepaald tijdsbestek. Dit noemen we het vermogen:

P=​t​​E​​=​t​​Q​​

Hoeveel warmte is er nodig?

Niet elke stof kun je even gemakkelijk opwarmen. Hoeveel warmte je nodig hebt hangt af van:

- het soort stof (soortelijke warmte, Binas tabel 8-12)

- massa van de stof (in kg)

- temperatuurstijging

De benodigde warmte bereken je met:

Soortelijke warmte (c) meet je in joule per kilogram per kelvin (J/kg/K).

Het is de warmte in Joule die nodig is om 

1 kg van een stof 
1 graad op te warmen. 

Q=c⋅m⋅ΔT

Een messing staaf van 40 cm en een doorsnede van 1,0 cm2 laat je 60 K in temperatuur stijgen.
Bereken de benodigde warmte.

Een messing staaf van 40 cm en een doorsnede van 1,0 cm2 laat je 60 K in temperatuur stijgen in 5 seconden.
Bereken de benodigde vermogen.

Uit de douche komt 20 L/min. Het water wordt opgewarmd van 10 naar 37 graden celsius. Bereken het vermogen van de ketel

Als je het verschil in temperatuur berekent, maakt het dan uit of je in Kelvin of in graden Celsius rekent?
Leg je antwoord uit.

Smelten/verdampen

Soms voer je wel warmte toe, maar stijgt de temperatuur van de stof niet. In dat geval is er sprake van een faseovergang.

 

Zelfstudie

Lezen paragraaf 7.2

Maken: 16, 20, 21, 23, 25

Kun je nu...?

1. aan de hand van het molecuulmodel onderscheid maken tussen warmte en temperatuur
2. uitleggen wat het absolute nulpunt is
3. graden Celsius en kelvin in elkaar omrekenen
4. redeneren en rekenen met de hoeveelheid warmte die nodig is om stoffen op te warmen
5. de samenhang tussen soortelijke warmte en dichtheid beschrijven en verklaren

Vragen? Over huiswerk, leerdoelen, iets anders?