6.1: Warmte en temperatuur

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo g, t, mavo
• Leerjaar 3

H6: Warmte

1: Warmte en temperatuur

Leerdoelen

Aan het einde van deze les kun je :

-4 elektrische warmtebronnen noemen

-een 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 toegevoegde warmte bepalen en weergeven in een diagram

-en toelichten wat wordt bedoeld met de energiewaarde van voedsel.

Introduceer de leerdoelen van de les. Bespreek kort wat de leerlingen kunnen verwachten te leren.

Wat weet je al over elektrische warmtebronnen en energie?

Elektrische Warmtebronnen

Elektrische warmtebronnen zijn apparaten die elektrische energie omzetten in warmte. Voorbeelden zijn een cv-ketel, een broodrooster, een strijkijzer en een waterkoker. Maar bijvoorbeeld ook een dompelaar.

Een niet elektrische warmtebron is bijvoorbeeld een gasbrander!

Laat de leerlingen voorbeelden noemen van elektrische warmtebronnen die ze thuis of op school hebben gezien of gebruikt.

Energie-stroomdiagram

Een energie-stroomdiagram laat zien hoe energie door een systeem stroomt. Voor een elektrische warmtebron laat het diagram zien hoe elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie.

Laat de leerlingen een energie-stroomdiagram maken van een elektrische warmtebron. Bespreek de verschillende onderdelen van het diagram en de energiestromen die erin voorkomen.

Berekenen van warmte-energie (Q)

De hoeveelheid warmte die een elektrische warmtebron in een bepaalde tijd levert, kan worden berekend met de formule 

Q = P x t

waarbij Q de warmte-energie is, P het vermogen van de warmtebron in Watt en t de tijd in seconden.

Herkent iemand die formule?

Laat de leerlingen oefenen met het berekenen van de hoeveelheid warmte die een warmtebron in een bepaalde tijd levert. Geef enkele voorbeelden en laat de leerlingen de formule Q = P x t gebruiken.

Berekenen van warmte-energie (Q)

Q = E = P x t

Laat de leerlingen oefenen met het berekenen van de hoeveelheid warmte die een warmtebron in een bepaalde tijd levert. Geef enkele voorbeelden en laat de leerlingen de formule Q = P x t gebruiken.

Berekenen van warmte-energie (Q)

Q = E = P x t

Waarom zijn die formules hetzelfde? Het energieverbruik van de elektrische warmtebron is even groot als de geleverde warmte (Q). In plaats van de eenheid kWh gaan we nu J (joule) gebruiken. 

1 joule betekend: een apparaat van 1 watt kan er maar 1 seconde op werken.

Laat de leerlingen oefenen met het berekenen van de hoeveelheid warmte die een warmtebron in een bepaalde tijd levert. Geef enkele voorbeelden en laat de leerlingen de formule Q = P x t gebruiken.

Temperatuur-tijddiagram

Met een dompelaar kun je water verwarmen, bijvoorbeeld in een bekerglas. Als je elke minuut de temperatuur meet kan je de temperatuurtoename in een bepaalde tijd uittekenen.

Hoe meer water er in je bekerglas zit: hoe langzamer  

het water opwarmt! 

(Toegevoegde) warmte en temperatuur zijn dus 

niet hetzelfde.

Verband tussen 

temperatuur en toegevoegde warmte 

De temperatuur en toegevoegde warmte kan je in een grafiek/diagram zetten en daarmee kan je allerlei dingen bepalen, zoals: 

hoeveel energie is er nodig om 50 ml water aan de kook te brengen?

Leg uit wat de energiewaarde van voedsel is en waarom het belangrijk is om te weten hoeveel energie we uit voedsel halen. Bespreek hoe de energiewaarde van voedsel wordt uitgedrukt in kilocalorieën (kcal).