Klas 4 H2.2 Warmte en Temperatuur

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

H2.2 warmte en temperatuur

Leerdoelen H2.2

Je kunt:

• 4 elektrische warmtebronnen noemen die je in huis of op school gebruikt.
  
• Het energie-stroomdiagram van een elektrische warmtebron tekenen en toelichten.
  
• Berekenen hoeveel warmte een elektrische warmtebron in een bepaalde tijd levert.
  
• Het verband tussen temperatuur en tijd meten en weergeven in een diagram.
  
• Het verband tussen temperatuur en warmte bepalen en weergeven in een diagram. 

Warmte berekenen

Omdat een elektrische bron alle energie omzet in warmte , kun je de hoeveelheid warmte berekenen met:    

Q = Warmte in Joule

E = Elektrische energie

P = Vermogen in Watt

T = Tijd in seconde

Q=E=P⋅t

• Q = E = P x t
• P = 1600 W
• t = 10 min = 600 s
  
• Q = 1600 x 600 = 
•     = 960 000 J
  
•     = 960 kJ
  

Een lamp van 50 W brandt van 18.00 tot 21.30 uur. Bereken het energieverbruik.

P = 50 W t = 3,5 h = 12 600 s E = P x t

1. 0,175 J
2. 630 000 J
3. 175 kWh
4. 630 000 kWh

Het symbool voor vermogen is ......

1. t
2. U
3. P
4. I

Waarin meet je het vermogen?

1. Ampère
2. Volt
3. Watt
4. Uren

Wat betekent de afkorting E?

1. Energieverbruik
2. Vermogen
3. Elektriciteit
4. Tijd

Van welke factoren hangt het vermogen van een elektrisch apparaat af?

1. Stroomsterkte en tijd
2. Vermogen en spanning
3. Spanning en tijd
4. Spanning en stroomsterkte

Bereken de warmte van een föhn die 2 minuten aan staat.

De föhn werkt op 6 A en werkt op het elektriciteitsnet.

Bereken eerst het vermogen uit

•  I = 6 A
• U = 230 V
  
• P = ?
  
• P = U x I
  
• P = 230 x 6 = 1380 W

•  t = 2 min = 120 s
  
• Q = ?
  
• Q = E = P x t
  
• Q = 1380 x 120 =
  
•      = 165 600 J  =  165 kJ

Warmtebron

Warmte

Elektrische energie

Energieomzetting

Soort energie waarop elektrische apparaten werken

Soort energie die door een warmtebron wordt geleverd

Verandering van de ene soort energie in een andere soort energie

Voorwerp of apparaat dat wamte levert

Een elektrische frituurpan van 2400 W doet er 7,5 minuten over om de frituurolie te verhitten tot 180 °C, de temperatuur waarbij je met frituren kunt beginnen. Bereken hoeveel warmte de frituurpan in die tijd heeft geleverd (in kJ).  (Opgave GT 4, K 7)

Gevraagd:

• Q = ? kJ

Gegevens:

• P = 2400 W   ;   t = 7,5 min = 7,5 x 60 = 450 s

Formule:

• Q = E = P x t 

Uitwerking:

• Q = 2400 x 450 = 1 080 000 J
• Q = 1080 kJ
  

Opg K 10 en GT 5

Sia’s waterkoker doet er 1,5 minuten over om 0,5 L kraanwater aan de kook te brengen.

Hoelang duurt het voordat het water kookt als Sia de waterkoker vult:

a)  met 250 ml kraanwater?

• 45 s 
• de hoeveelheid is de helft en 1,5 min = 90 s, de helft van 90 s is 45 s.
• 
  

b) met 1 L kraanwater?

• 3 minuten
• de hoeveelheid water is twee keer zo groot, dus de tijd is ook twee keer zo groot

warmtebron

om iets te verwarmen heb je een warmtebron nodig:

Voorbeelden van warmtebronnen:

kookplaat, strijkijzer, tosti apparaat, föhn.

Elektrische energie

Er zijn ook warmtebronnen die elektrische energie omzetten in warmte. 

Elektrische energie kan eenvoudig omgezet worden in warmte. 

Als je een elektrische stroom door een geschikt soort draad laat lopen, wordt die draad heet.

dompelaar

dompelaar

op de vorige dia zag je een dompelaar, met zo'n dompelaar kun je water verwarmen.

Op zo'n dompelaar kun je vinden welk vermogen deze heeft

energie berekenen

In hoofdstuk 1 Elektriciteit heb je geleerd dat je de energie kunt berekenen met de volgende formule:

E = P x t

energie berekenen

zou ik dat apparaat van de vorige dia 10 seconden aan laten staan. Dan levert deze dus een energie van

E = P x t

E = 780 x 10

E = 7800 J

energie berekenen

zou ik dat apparaat van de vorige dia 10 seconden aan laten staan. Dan levert deze dus een energie van

E = P x t

E = 780 x 10

E = 7800 J

en voor een warmtebron (dompelaar) geldt
Q = E

grootheid

Energie (E)

Vermogen (P)

tijd (t)

warmte (Q)

E = Q = P x t

eenheid

Joule (J)

Watt (W)

seconde (s)

Joule (J)

Vermogen berekenen

Soms weet je het vermogen niet,

deze kun je berekenen met P = U x I

voorbeeld

Je meet bij een dompelaar een stroomsterkte van 3 A

bereken het vermogen van deze dompelaar

voorbeeld

Je meet bij een dompelaar een stroomsterkte van 3 A

bereken het vermogen van deze dompelaar

vermogen = spanning x stroomsterkte

P = U x I

voorbeeld

Je meet bij een dompelaar een stroomsterkte van 3 A

bereken het vermogen van deze dompelaar

vermogen = spanning x stroomsterkte

P = U x I

P = 230 x 3 = 690 W

Voorbeeld som warmte berekenen

Pauline heeft een waterkoker met een vermogen van 950W.

Deze waterkoker heeft binnen 2 minuten en 56 seconden het water gekookt.

Bereken hoeveel elektrische energie in Joule is omgezet in warmte energie.

(alle elektrische energie wordt omgezet in warmte / rendement is 100%)

Warmte berekenen

Mijn waterkoker heeft een vermogen van 2200 watt. 

Het duurt 3 minuten en 21 seconden voordat 1 liter
water kookt. Hoe veel warmte was er nodig om 1 liter
water aan de kook te brengen?

Q = P x t

Gegeven
Gevraagd
Oplossing