5.6c Voorbeeldopgaven

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Voorbeeldopgaven

Opgaven zoals je kan verwachten op de toets.

Voorbeeldopgave 1

Je lichaam verliest in koud water veel warmte als je alleen zwemkleding draagt. Bij een zwembadtemperatuur van 17 °C is de warmtestroom door de huid 0,9 kW per vierkante meter huidoppervlak.

Ranomi duikt in water van 17 °C en blijft 45 s onder water. Zij heeft een huidoppervlak van 1,7 m2.

Bereken de hoeveelheid warmte die Ranomi tijdens de duik verliest.

Voorbeeldopgave 2

Stel je nu voor dat je dezelfde hoeveelheid warmte uit Gronings aardgas zou winnen.

Bereken hoeveel m3 aardgas je hiervoor moet verbranden.

Als je bij de vorige vraag geen antwoord hebt, kun je hiervoor 60 kJ gebruiken.

Voorbeeldopgave 3

Zirkonia wordt in een dun laagje op bepaalde onderdelen van een vliegtuigmotor aangebracht.

Bij een temperatuurverschil van 800 °C mag de warmtestroom door 1,0 vierkante millimeter van deze coating maximaal 6,0 W zijn.

Zirkonia heeft een lage warmtegeleidingscoëfficiënt van 3,0 W m⁻¹ K⁻¹ (staat niet in BINAS).

Bereken hoe dik het laagje zirkonia minimaal is.

Voorbeeldopgave 4

Voor een practicum gebruikt Habib een roestvrijstalen schroef van 6,5 gram met een begintemperatuur van 25 °C. Ze houdt deze schroef 210 seconden in een gasvlam. De schroef is dan roodgloeiend door de hoge temperatuur.

Je mag aannemen dat de schroef 1,8 kJ aan warmte heeft opgenomen in de vlam.

Bereken de temperatuur van de schroef op het moment dat Habid hem uit de vlam haalt.

Joulemeter

Ook wel 'warmtemeter': Je meet hoeveel energie het kost om het water warm te maken, zonder dat er te veel warmte weglekt naar de omgeving.

Voorbeeldopgave 5

Habib doet de hete schroef vervolgens in een joulemeter met water. Zie figuur 1. Ze roert totdat de temperatuur van het water niet meer verandert. De schroef heeft dan warmte overgedragen aan het water.

In de joulemeter bevindt zich 86 gram water. De begintemperatuur van dit water is 20 °C. Nadat de schroef is toegevoegd, wordt de temperatuur van het water en de schroef uiteindelijk gelijk aan 25 °C.

Toon aan dat de schroef 1,8 kJ aan warmte heeft afgestaan aan het water.

Video uitleg

Wij doen het eerste experiment,

dat hij in de eerste 2:23 laat zien.

Phyphox

• Met deze app kan je verschillende metingen en experimenten doen
• Onderaan bij Timers: de Akoestische Chronometer
• In de video heet dit de Acoustic Stopwatch