H3.2 - Verwarmen (les 2)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Dag allemaal! Zorg dat je een gesloten laptop op tafel hebt liggen

Dag allemaal! Zorg dat je een gesloten laptop op tafel hebt liggen.

Hoofdstuk 3 Energie

Paragraaf 2 Verwarmen

Deel-1

Leerdoelen

• Je kunt energieomzettingen weergeven in een energiestroomdiagram waarbij de hoeveelheid energie voor en na de omzetting niet verandert.
• Je kunt uitleggen dat de toevoer van warmte leidt tot een hogere temperatuur.
• Je kunt door de soortelijke warmte te gebruiken berekenen hoeveel energie nodig is om een stof in temperatuur te laten stijgen.

Energiestroomdiagram

Er gaat vijf keer minder energie in, maar de lamp geeft toch evenveel licht. 

Energiestroomdiagram

phet.colorado.edu

Warmte en temperatuur

Temperatuur stijging -> gemiddelde snelheid van de moleculen neemt toe

De temperatuur is dus een maat voor de gemiddelde snelheid van de moleculen

De warmte die het water opneemt wordt gebruikt om de watermoleculen sneller te laten bewegen, ze hebben meer bewegingsenergie

Welke energieomzetting vindt plaats in een waterkoker?

Energieomzetting

Elektrische energie -> warmte

Is het rendement 100%?

Dan -> E  = Q

Warmtemeter (calorimeter)

• Met een warmtemeter kun je meten hoeveel warmte nodig is voor het verwarmen van bepaalde hoeveelheid water.
  
• Een warmtemeter is goed 
  

       geïsoleerd, dus alle energie 

       wordt omgezet in warmte.

Opdracht 1

Een waterkoker heeft een vermogen van 1,1 kW en wordt 14 minuten gebruikt. Bereken de elektrische energie in joule.

Soortelijke warmte

De soortelijke warmte van een stof is de hoeveelheid energie wat nodig is om 1 gram van een stof met 1 graad omhoog te laten stijgen.

Van water is dat 

Het symbool is c (kleine letter)

Dit is een stofeigenschap.

4,2Jg⋅​0​​C

/

c = SOORTELIJKE WARMTE

Warmte en temperatuur

Warmte is energie die van een hoge naar een lage temperatuur stroomt.

De hoeveelheid energie (warmte) die je nodig hebt om een stof te verwarmen is afhankelijk van drie factoren:

1. De temperatuursverandering
2. De hoeveelheid stof
3. De soort stof (soortelijke warmte)

Rekenen met (soortelijke) warmte

Formule :   Q = c x m x ΔT

Q = warmte in Joule (J)

c = soortelijke warmte (J/g.^oC)

m = massa in gram (g)

ΔT= temperatuurstijging: = T_eind - T_begin (^oC)

Opdracht 2

Bereken hoeveel warmte het kost om 150 gram water op te warmen van 30 naar 70 graden. 

Aantekening

Opdracht 3

Een waterkoker heeft een vermogen van 700 W en staat 10 minuten aan. In de waterkoker zit 1000 gram water. Hoeveel stijgt de temperatuur als de soortelijke warmte 4,2 j/g*oC) is?

Ga nu zelf aan de slag

Wat? Maak de alle opdrachten van H3.2

Hoe? De eerste 10 minuten werk je individueel zonder overleg. Daarna mag je fluisterend overleggen

Hoe lang? Tot het einde van de les.

Klaar? Maak de test jezelf. Ga daarna voor een ander vak bezig

Een waterkoker heeft een vermogen van 1,5 kW. Bereken hoeveel warmte deze afgeeft als hij 2,0 minuten aanstaat. Geef je antwoord in joule

Hoeveel energie heb je nodig om 20 g water te laten koken wat een begintemperatuur heeft van 23 graden Celsius en een soortelijke warmte van 4,2 J/(g.oC)