7.3 Warmtegeleiding

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 2

7.3 Warmtegeleiding

Leerdoelen

Je kan aan het einde van de les:

• uitleggen op welke manieren warmte wordt getransporteerd;
  
• werken met de formule :
• uitleggen hoe je in huis warmte kunt besparen.

Warmte verplaatsing

Energie kunnen we omzetten van de ene soort naar de andere.

De energie vorm warmte kunnen we verplaatsen. Dit noemen we warmtetransport. 

Warmtetransport vindt altijd spontaan plaats van een hoge temperatuur naar een lage temperatuur.

Warmtetransport 

• Stroming
• Straling
  
• Geleiding
  

Isolatie tegen geleiding

Geleiding kun je tegengaan door slecht geleidende materialen te gebruiken.

Bijvoorbeeld bij kozijnen van kunststof of hout, glaswol of dubbele beglazing.

Bij de laatste twee isoleert de stilstaande lucht.

Isolatie tegen stroming

Stroming kun je tegengaan door vloeistoffen of gassen niet te laten stromen.

Dat kan door de tussenstof weg te halen of kleine ruimtes te maken waardoor er bijna geen stroming plaatsvindt.

Isolatie tegen straling

Straling gaat door glas heen.

Straling wordt teruggekaatst door glimmende materialen en piepschuim.

Warmtestroom in huizen

Als je huis veel warmte aan de omgeving afgeeft, moet je veel stoken om het op temperatuur te houden. De hoeveelheid warmte die je afgeeft, hangt af van:

• de materialen, waar muren, vloeren, daken en ramen van zijn gemaakt;
  
• de oppervlakte van de buitenwanden, vloeren, daken en ramen;
  
• het temperatuurverschil tussen binnen en buiten;
  
• de tijd.
  

Warmtestroom

Dit is de warmte die per seconde door een wand gaat. De eenheid van de warmtestroom is watt (W), 1 watt is gelijk aan 1 joule per seconde.

Warmtegeleidingscoëfficiënt

Stel je voor dat je in de winter een huis warm probeert te houden. Een muur van dit huis heeft een oppervlakte van 15 m² en een dikte van 0,2 meter. De muur is gemaakt van baksteen, met een warmtegeleidingscoëfficiënt van 0,72 W/(m·°C). Binnen in het huis is het 20°C, terwijl het buiten -5°C is.

Bereken de warmtestroom door de muur.

a. Bereken het temperatuurverschil Δ𝑇 tussen binnen en buiten.

b. Gebruik de formule voor warmtestroom om de hoeveelheid warmte die per seconde door de muur stroomt te berekenen.

Stel je voor dat je in de winter een huis warm probeert te houden. Een muur van dit huis heeft een oppervlakte van 15 m² en een dikte van 0,2 meter. De muur is gemaakt van baksteen, met een warmtegeleidingscoëfficiënt van 0,72 W/(m·°C). Binnen in het huis is het 20°C, terwijl het buiten -5°C is.

Vergelijk de warmtestroom bij een andere temperatuur.

a. Stel dat de buitentemperatuur daalt naar -10°C. Bereken opnieuw de warmtestroom door de muur.

Stel je voor dat je in de winter een huis warm probeert te houden. Een muur van dit huis heeft een oppervlakte van 15 m² en een dikte van 0,2 meter. De muur is gemaakt van baksteen, met een warmtegeleidingscoëfficiënt van 0,72 W/(m·°C). Binnen in het huis is het 20°C, terwijl het buiten -5°C is.

Dikte van de muur aanpassen.

a. Wat gebeurt er met de warmtestroom als de dikte van de muur wordt verdubbeld naar 0,4 meter? Bereken de nieuwe warmtestroom bij een buitentemperatuur van -5°C.