Nova Thema Lucht §3.4

• Natuur, Leven en Technologie
• Middelbare school
• vmbo t, havo, vwo
• Leerjaar 2

• Gassen kun je samenpersen. Als je gassen samenperst, neemt de gasdruk toe. De gasdruk is de druk die een gas op de wanden van een afgesloten ruimte uitoefent.
  

• De gasdruk in een afgesloten ruimte meet je met een manometer. Een manometer meet de overdruk. Dat is het aantal bar dat de gemeten luchtdruk hoger is dan de luchtdruk (1 bar).
  

• Als een manometer bijvoorbeeld een overdruk van 4 bar meet, is de ‘echte’ gasdruk 5 bar.
  

• Voor het samenpersen geldt de wet van Boyle:             Als je het volume n× zo klein maakt, wordt de druk n× zo groot.

• Bijvoorbeeld: als je het volume drie keer zo klein maakt, wordt de druk drie keer zo groot.

Vorige keer

Leerdoelen §3.4 : Isoleren met lucht

1. Je kunt uitleggen waarom wind een afkoelend effect heeft.
2. Je kunt uitleggen hoe je gebruikmaakt van convectiestroming om warmte door een ruimte te verspreiden.
3. Je kunt uitleggen waarom lucht een goede warmte-isolator is.
4. Je weet waarom isolatiematerialen grotendeels uit lucht bestaan en waarom hun dichtheid laag is.
5. Je kunt uitleggen waarom sporters na de finish meteen iets warms aantrekken. (PLUS)

We beginnen met een video!

Waarom heeft wind een afkoelend effect?

Gasdruk

Je kunt uitleggen waarom wind een afkoelend effect heeft.

• Als het in het voorjaar zonnig en windstil weer is, merk je nauwelijks dat de lucht om je heen nog koud is.
  

• Dat komt doordat het laagje lucht dat direct aan je huid grenst, snel opwarmt. Zo’n laagje warme lucht werkt isolerend: het zorgt ervoor dat je lichaam maar weinig warmte kwijtraakt aan de koude buitenlucht.
  

• Als het op zo’n lentedag begint te waaien, krijg je het opeens koud. Maar de temperatuur op een thermometer is nog steeds hetzelfde!

• Blijkbaar is het alleen de wind die je lichaam af laat koelen....

• Als je bezweet bent, koel je nog sterker af.
• Dat komt doordat de wind het zweet op je huid sneller laat verdampen. Het verdampende zweet onttrekt veel warmte aan je lichaam.
  

Wind brengt afkoeling

Waarom doen ze warme lucht in een luchtballon?

Gasdruk

Je kunt uitleggen hoe je gebruik kunt maken van convectiestroming om warmte door een ruimte te verspreiden

• Als je lucht op één plaats verwarmt, begint de lucht uit zichzelf te stromen. 

•  Boven de radiator stijgt warme lucht omhoog naar het plafond. 

• Aan de andere kant van de kamer daalt afkoelende lucht weer naar beneden en stroomt terug naar de radiator.

• De luchtstroom door de kamer wordt een convectiestroming genoemd. 

Convectiestroming

Hoe kan dit?
Waarom denk jij dat warme lucht opstijgt en koude lucht daalt?

Gasdruk

Je kunt uitleggen hoe je gebruik kunt maken van convectiestroming om warmte door een ruimte te verspreiden

• Zo’n stroming ontstaat doordat lucht uitzet, als die wordt verwarmd. 

• De warme lucht rond de radiator krijgt daardoor een kleinere dichtheid dan de lucht in de rest van de kamer. 

• Het gevolg is dat de ‘lichte’ warme lucht opstijgt in de omringende ‘zware’ koude lucht.

Ontstaan van convectiestroming

Gasdruk

Je kunt uitleggen hoe je gebruik kunt maken van convectiestroming om warmte door een ruimte te verspreiden

• De opstijgende warme lucht neemt de warmte mee die de radiator afgeeft. 

• Dat zorgt ervoor dat de hele kamer wordt verwarmd en niet alleen een klein gebied rond de radiator. 

Warmte verspreiden

Wie heeft hier gelijk?

Gasdruk

Je kunt uitleggen waarom lucht een warmte-isolator is.

• Lucht is een goede warmte-isolator. De donsvulling van een windjack houdt je warm, doordat hij voor een groot deel uit lucht bestaat.
  

• Die lucht vormt een isolerende laag tussen je warme lichaam en de buitenlucht .
  

• Doordat de lucht in het dons zit ‘opgesloten’, kan hij niet gemakkelijk door de wind weggeblazen worden.

Isoleren met lucht

Gasdruk

Je weet waarom isolatiematerialen grotendeels uit lucht bestaan en waarom hun dichtheid laag is.

• Voor het isoleren van huizen worden allerlei materialen gebruikt.

• Deze isolatiematerialen bestaan grotendeels uit lucht. Dat zie je bijvoorbeeld als je een stuk piepschuim bekijkt: dit materiaal zit helemaal vol met luchtbelletjes. 

• De lucht zit in die belletjes opgesloten en kan daardoor niet gaan stromen en zo de warmte meenemen.

Isolatiematerialen in huis

Gasdruk

Je weet waarom isolatiematerialen grotendeels uit lucht bestaan en waarom hun dichtheid laag is.

• Doordat isolatiematerialen veel lucht bevatten, is hun gemiddelde dichtheid erg laag. 

• De dichtheid van piepschuim kan bijvoorbeeld variëren van 0,015 tot 0,040 g/cm3. 

• Dat is veel lager dan de dichtheid van andere veelgebruikte bouwmaterialen zoals baksteen, hout en aluminium.

Lage dichtheid

Gasdruk

Je kunt uitleggen waarom sporters na de finish meteen iets warms aantrekken. (PLUS)

• Als een vloeistof verdampt, daalt de temperatuur. 

• Zweet begint meteen te verdampen en onttrekt daarvoor warmte aan je lichaam. Dat zorgt ervoor dat je lichaamstemperatuur constant op circa 37 °C blijft.

• Sporters kunnen na een wedstrijd gemakkelijk te veel afkoelen. Ze zijn dan nog bezweet.

• Daarom zie je ze na de finish vaak meteen iets warms aantrekken.

Afkoelen door verdampen

https:

Als de lucht rond een radiator (a) wordt, zet de lucht uit. Daardoor wordt de lucht (b zwaarder/lichter) dan de lucht in de kamer.

1. a: koud, b: zwaarder
2. a: warm, b: zwaarder
3. a: koud, b: lichter
4. a: warm, b: lichter

Je wilt je handen opwarmen aan een hittebron, waar kan je dat het beste doen?

1. Onder de bron
2. Boven de bron