2.2 Warmte en temperatuur

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

2.2 Warmte en temperatuur

Je kunt warmtebronnen herkennen. 

Je kunt berekenen hoeveel warmte een elektrische warmtebron levert.

Je kunt het verband tussen temperatuur, tijd en warmte verklaren. 

Je kunt graden Celsius en kelvin naar elkaar omrekenen. 

Je kunt de werking van een bimetaalthermometer beschrijven. 

Werken met warmtebronnen

• Als je in huis rondkijkt, kom je daar verschillende warmtebronnen tegen. Een cv-ketel of warmtepomp levert de warmte waarmee het huis wordt verwarmd. 
• Een dompelaar is een elektrische warmtebron. Als je hem aanzet, gaat er een elektrische stroom lopen. De stroom zorgt ervoor dat de verwarmingsspiraal heet wordt. Daarbij wordt elektrische energie omgezet in warmte. Deze energie-omzetting kun je weergeven in een energie-stroomdiagram

• Bij de energie-omzetting in de dompelaar ontstaat er evenveel warmte als er elektrische energie verdwijnt.
•  Alle elektrische energie (symbool E) die de dompelaar verbruikt, wordt omgezet in warmte (symbool Q).
• Anders gezegd: Q is gelijk aan E. Voor alle elektrische warmtebronnen geldt: Q = E

Energie

omzettingen

Energie meten in joule

Het energieverbruik van een elektrische warmtebron kun bereken met de formule E = P · t. Omdat de hoeveelheid geleverde warmte Q even groot is, kun je schrijven:

Q = E = P · t

In deze formule is:

• Q de hoeveelheid geleverde warmte in joule (J);

• E de hoeveelheid elektrische energie in joule (J);

• P het vermogen van het apparaat in watt (W);

• t de tijd dat het apparaat aanstaat in seconden (s).

Eenheid energie

Je ziet dat de eenheid van energieverbruik 

nu joule (J) is. Tot nu toe heb je het 

energieverbruik altijd berekend in de 

eenheid kWh. Dat is praktisch, want zo 

doet het energiebedrijf dat ook. Maar verder 

wordt de eenheid kWh weinig gebruikt. De 

officiële eenheid van energie is de joule (J). 

Om water voor een kop thee aan de kook 

te brengen, heb je ongeveer 60 000 joule 

nodig. In de praktijk werk je daarom vaak met kilojoules (kJ) of megajoules (MJ).

Je berekent het energieverbruik met de formule:
Energieverbruik = vermogen x tijd
of E = P x t
Hoe groot is het energieverbruik P = 2 kW en t = 1,5 uur
Gebruik: Gegeven, Gevraagd, Formule, Berekening, Antwoord

Een koffiezetapparaat heeft een vermogen van 200 W.
De spanning is 230 V.
Wat is de stroom die er gaat lopen?
Denk aan alle stappen!

formules

Weerstand = spanning/stroom

R= U/I

Energiegebruik= vermogen x tijd

E = P x t 

Vermogen = spanning x stroomsterkte

P = U x I

7. In pepernoten zit veel energie. In een elektriciteitscentrale kan ik van 1kg pepernoten 5 kWh maken.
Hoeveel uren kan ik een lampje van 50W (0,05kW) laten branden van 5kg pepernoten? (E=P x t)

Een schuurmachine heeft een vermogen van 350 W (0,35kW). Je gebruikt het apparaat in totaal 5 uur.
Hoeveel Energie (kWh) is er verbruikt?
Gebruik E = P x t

Met welke formule berekenen we de hoeveelheid warmte?

Hoeveel elektrische energie heeft een lamp van 100 W gebruikt als deze 12 uur gebrand heeft?

Een stofzuiger met een vermogen van 1200 W staat 30 minuten aan. Hierbij kost 1 kWh €0,23
Bereken de energiekosten.
(Energiekosten = energiegebruik X kWh-prijs en E=P x t)

Proeven met een warmtemeter

Met een warmtemeter kun je nauwkeurig het 

verband bepalen tussen de temperatuur en 

de hoeveelheid toegevoerde warmte. Je 

meet dan de temperatuur met regelmatige 

tussenpozen, bijvoorbeeld elke minuut. Na 

afloop van de proef bereken je de hoeveelheid 

toegevoerde warmte na één minuut, twee 

minuten, drie minuten, enzovoort.

Je kunt de uitkomsten weergeven in een temperatuur-warmtediagram. 

Temperatuur, tijd en warmte

Temperatuur-tijddiagram 

Als je een kleine hoeveelheid water verwarmt, 

is er maar weinig warmte nodig om het water 

aan de kook te brengen. De grafiek loopt in dat 

geval steil omhoog. Als je een grote hoeveelheid 

water verwarmt, is er veel warmte nodig. De 

grafiek stijgt in dat geval minder snel. Daaraan 

zie je dat warmte en temperatuur twee 

verschillende grootheden zijn.