Hoofdstuk 7
Paragraaf 7.2: Moleculen en temperatuur
Tussen de moleculen bestaan aantrekkende krachten: de vanderwaalskrachten. In de volgorde vast-vloeibaar-gas zijn die steeds kleiner.
In de volgorde vast-vloeibaar-gas is de afstand tussen de moleculen groter.
De vanderwaalskracht komt niet alleen tussen moleculen van dezelfde soort voor (cohesiekrachten) maar ook tussen moleculen van verschillende stoffen (adhesiekrachten).
Als de adhesiekracht groter is dan de cohesiekracht wordt de vloeistof hol getrokken.
Als de adhesiekracht kleiner is dan de cohesiekracht wordt de vloeistof bol getrokken.
Een brok vaste stof breken is moeilijk: grote vanderwaalskrachten. Dat de moleculen toch niet op elkaar vliegen, betekent dat er ook afstotende krachten bestaan. Die krachten treden op als moleculen elkaar dicht naderen. Daarom blijft er tussen de moleculen altijd een geheel lege ruimte: de inter-moleculaire ruimte.
Er is een verband tussen de temperatuur en de gemiddelde kinetische energie van moleculen. Met dat verband is de (absolute) temperatuur gedefinieerd. De absolute temperatuur T van een voorwerp is rechtevenredig met de gemiddelde kinetische energie van de moleculen waaruit dat voorwerp bestaat. De eenheid van T is K (Kelvin). Bij stilstand van de moleculen is er geen kinetische energie meer. Er is dus een laagste temperatuur: het absolute nulpunt: -273,16 C. T=0 K.
T (in K) = T (in C) + 273,16
Temperatuur is een grootheid die we kunnen waarnemen. Dit noemen we een macroscopische grootheid.
Paragraaf 7.3: Kenmerkende warmtegrootheden
Q=E=P×t
P=U×I
(voorbeeld 1)
Water heeft de capaciteit veel energie (warmte) op te nemen zonder dat de temperatuur veel stijgt.
Voor allerlei voorwerpen is de warmte te berekenen die nodig is om dat voorwerp precies 1 C in temperatuur te laten stijgen. Dat is een eigenschap die speciaal voor dat voorwerp geldt. Dit noemen we de warmtecapaciteit C in J/K of in J/ C.
Elk voorwerp heeft zijn eigen warmtecapaciteit.
(voorbeeld 2)
De warmtecapaciteit C is de warmte die nodig is om een voorwerp precies 1 K (of 1 C) in temperatuur te laten stijgen.
C= Q/∆T of Q=C∙∆T
C: de warmtecapaciteit in J/K (of J/ C)
Q: de toegevoerde warmte in J
∆T: de temperatuurstijging in K of C
Om de warmte-eigenschappen van verschillende materiaalsoorten eerlijk te vergelijken gebruiken we de grootheid soortelijke warmte c.
De soortelijke warmte is de warmte die nodig is om 1 kg van een stof 1 K in temperatuur te laten stijgen. De eenheid is J/(kg∙℃)
c= Q/(m∙∆T) of Q= c ∙m∙∆T
Q: de toegevoerde warmte in J
c: de soortelijke warmte in J/(kg∙℃)
m: massa in kg
∆T: de temperatuurstijging in K of ℃
(voorbeeld 3)
Voor een voorwerp dat uit één materiaalsoort bestaat:
C= c∙m
(voorbeeld 4)
Paragraaf 7.4: uitwisseling van warmte
Bij het uitwisselen van warmte tussen voorwerpen geldt dat de opgenomen warmte even grot is als de afgestane warmte:
Qop = Qaf
De warmte Q bereken je met deze formules:
Q= C∙ ∆T (voor een voorwerp dat uit verschillende materialen bestaat)
Q= c ∙m ∙ ∆T (voor een voorwerp dat uit één materiaalsoort bestaat)
Q= P ∙ ∆t (bij een elektrisch verwarmingselement)
(voorbeeld 5 en 6!)
Paragraaf 7.5: Warmtetransport
Warmtetransport kan d.m.v. 4 verschillende manieren voorkomen:
Stroming
Geleiding
Straling
Verdamping
Het transport van warmte tussen een voorwerp en zijn omgeving is groter naarmate het verschil in temperatuur tussen dat voorwerp en zijn omgeving groter is.
Wanneer een voorwerp evenveel warmte opneemt als het afstaat aan zijn omgeving, blijft zijn temperatuur gelijk.
Paragraaf 7.6: Warmte en rendement
Je kunt kwaliteit van een energieomzetting aangeven met het rendement η.
Het nuttig effect bereken je met de formule:
η= Enuttig/Ein ×100%
Of als je naar het tempo van de omzetting kijkt:
η= Pnuttig/Pin ×100%
Door het rendement te verhogen wordt het totale energiegebruik en de ontstane ongewenste energie kleiner.
P= ∆E/∆t
P= ∆E/t = W/t = (F∙s)/t =F∙v
P: het afgegeven vermogen in W
∆E: de omgezette energie in J
t: de tijd(sduur) in s
W: de verrichte arbeid in N∙m
F: de aandrijvende kracht in N
s: de verplaatsing in m
v: de constante snelheid van het voertuig in m/s
Verhoging van het rendement in het verkeer kan plaatsvinden door vermindering van de wrijving en verlaging van de massa.
Paragraaf 7.2: Moleculen en temperatuur
Tussen de moleculen bestaan aantrekkende krachten: de vanderwaalskrachten. In de volgorde vast-vloeibaar-gas zijn die steeds kleiner.
In de volgorde vast-vloeibaar-gas is de afstand tussen de moleculen groter.
De vanderwaalskracht komt niet alleen tussen moleculen van dezelfde soort voor (cohesiekrachten) maar ook tussen moleculen van verschillende stoffen (adhesiekrachten).
Als de adhesiekracht groter is dan de cohesiekracht wordt de vloeistof hol getrokken.
Een brok vaste stof breken is moeilijk: grote vanderwaalskrachten. Dat de moleculen toch niet op elkaar vliegen, betekent dat er ook afstotende krachten bestaan. Die krachten treden op als moleculen elkaar dicht naderen. Daarom blijft er tussen de moleculen altijd een geheel lege ruimte: de inter-moleculaire ruimte.
Er is een verband tussen de temperatuur en de gemiddelde kinetische energie van moleculen. Met dat verband is de (absolute) temperatuur gedefinieerd. De absolute temperatuur T van een voorwerp is rechtevenredig met de gemiddelde kinetische energie van de moleculen waaruit dat voorwerp bestaat. De eenheid van T is K (Kelvin). Bij stilstand van de moleculen is er geen kinetische energie meer. Er is dus een laagste temperatuur: het absolute nulpunt: -273,16 C. T=0 K.
T (in K) = T (in C) + 273,16
Temperatuur is een grootheid die we kunnen waarnemen. Dit noemen we een macroscopische grootheid.
Paragraaf 7.3: Kenmerkende warmtegrootheden
Q=E=P×t
P=U×I
(voorbeeld 1)
Water heeft de capaciteit veel energie (warmte) op te nemen zonder dat de temperatuur veel stijgt.
Voor allerlei voorwerpen is de warmte te berekenen die nodig is om dat voorwerp precies 1 C in temperatuur te laten stijgen. Dat is een eigenschap die speciaal voor dat voorwerp geldt. Dit noemen we de warmtecapaciteit C in J/K of in J/ C.
Elk voorwerp heeft zijn eigen warmtecapaciteit.
(voorbeeld 2)
C= Q/∆T of Q=C∙∆T
C: de warmtecapaciteit in J/K (of J/ C)
Q: de toegevoerde warmte in J
∆T: de temperatuurstijging in K of C
Om de warmte-eigenschappen van verschillende materiaalsoorten eerlijk te vergelijken gebruiken we de grootheid soortelijke warmte c.
De soortelijke warmte is de warmte die nodig is om 1 kg van een stof 1 K in temperatuur te laten stijgen. De eenheid is J/(kg∙℃)
c= Q/(m∙∆T) of Q= c ∙m∙∆T
Q: de toegevoerde warmte in J
c: de soortelijke warmte in J/(kg∙℃)
m: massa in kg
∆T: de temperatuurstijging in K of ℃
(voorbeeld 3)
Voor een voorwerp dat uit één materiaalsoort bestaat:
C= c∙m
(voorbeeld 4)
Paragraaf 7.4: uitwisseling van warmte
Bij het uitwisselen van warmte tussen voorwerpen geldt dat de opgenomen warmte even grot is als de afgestane warmte:
Qop = Qaf
Q= C∙ ∆T (voor een voorwerp dat uit verschillende materialen bestaat)
Q= c ∙m ∙ ∆T (voor een voorwerp dat uit één materiaalsoort bestaat)
Q= P ∙ ∆t (bij een elektrisch verwarmingselement)
(voorbeeld 5 en 6!)
Paragraaf 7.5: Warmtetransport
Warmtetransport kan d.m.v. 4 verschillende manieren voorkomen:
Stroming
Geleiding
Straling
Verdamping
Het transport van warmte tussen een voorwerp en zijn omgeving is groter naarmate het verschil in temperatuur tussen dat voorwerp en zijn omgeving groter is.
Wanneer een voorwerp evenveel warmte opneemt als het afstaat aan zijn omgeving, blijft zijn temperatuur gelijk.
Paragraaf 7.6: Warmte en rendement
Je kunt kwaliteit van een energieomzetting aangeven met het rendement η.
Het nuttig effect bereken je met de formule:
Of als je naar het tempo van de omzetting kijkt:
η= Pnuttig/Pin ×100%
Door het rendement te verhogen wordt het totale energiegebruik en de ontstane ongewenste energie kleiner.
P= ∆E/∆t
P= ∆E/t = W/t = (F∙s)/t =F∙v
P: het afgegeven vermogen in W
∆E: de omgezette energie in J
t: de tijd(sduur) in s
W: de verrichte arbeid in N∙m
F: de aandrijvende kracht in N
s: de verplaatsing in m
v: de constante snelheid van het voertuig in m/s
Verhoging van het rendement in het verkeer kan plaatsvinden door vermindering van de wrijving en verlaging van de massa.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden