Hoofdstuk 4 warmtetransport
- Inleiding
- Geleiding
- Stroming
- straling
- Isolatie
- Isolatie proef + tabel & grafiek
- Conclusie
Inleiding
Er zijn 3 manieren om warmte te transporteren: geleiding, stroming en straling.
Isolatie in de bouw is iets vanzelfsprekends geworden. Enkele tientallen jaren terug werd er nog weinig rekening mee gehouden bij de bouw van huizen. Tegenwoordig wordt er geen gebouw meer zonder isolatie neergezet. Ook oude gebouwen worden geïsoleerd. Volgens de wet van behoud van energie kan energie nooit verloren gaan. Bij warmtetransport gaat altijd energie verloren. De warmte verdwijnt niet echt, maar wordt aan de omgeving afgegeven. De verschillende vormen van isolatie zorgen ervoor, dat er zo min mogelijk warmte verloren gaat. Om goed te kunnen isoleren, moet je de juiste informatie gebruiken. Elke vorm van warmtetransport geeft ook warmteverlies. Het is belangrijk te weten met welke vorm van warmteverlies je te maken hebt.
Met warmtetransport gaat warmte verloren bij elk soort warmtetransport bestaat een manier om dit te beperken:
Geleiding: zorgen dat de tussenstof de warmte niet doorgeeft.
Stroming: zorgen dat de tussenstof niet gaat stromen, bijvoorbeeld met stilstaande lucht.
Straling: laten reflecteren op een glad oppervlak.
Geleiding
Wanneer we een staaf metaal aan de ene kant verwarmen, dan wordt naar verloop van tijd de hele staaf warm. De warmte wordt van het punt waar verhit wordt doorgegeven naar het koude stuk dat we vasthouden. De oorzaak hiervan zit in de botsingen tussen de moleculen. De bewegingsenergie wordt hierdoor doorgegeven aan moleculen die minde hard bewegen en door de botsingen ook harder gaan bewegen. Harder bewegen wil zeggen warmer.
Warmtetransport dat op deze manier plaatsvindt, noemen we geleiding. Bij geleiding blijft de stof op zijn plaats.
Niet elk materiaal geleidt even goed de warmte. Je hebt slechte geleiders zoals hout en kunststof en goede geleiders zoals de metalen koper, aluminium en ijzer. Bij vloeistoffen is de afstand tussen de moleculen groter dan bij vaste stoffen. Door deze grotere afstand botsen de moleculen veel minder gemakkelijk tegen elkaar met als gevolg dat vloeistoffen slechte warmtegeleiders zijn.
Bij gassen is de afstand tussen de moleculen nog groter dus geleiden gassen al helemaal slecht.
Stroming
Wanneer een stof verwarmd wordt, neemt niet alleen de temperatuur toe maar ook het volume (de stof zet uit).De oorzaak moet ook nu weer gevonden worden bij de harder bewegende moleculen. Zet een stof uit, dan neemt de soortelijke massa (de massa per volume-eenheid) toe wat tot gevolg heeft dat de warme stof gaat drijven op de koudere stof. Dit kan echter alleen als we te maken hebben met vloeistoffen of gassen.
Door deze eigenschap krijgen we dat warme gassen of warme vloeistoffen gaan stijgen (een luchtballon kan vliegen omdat warme lucht opstijgt).
Wanneer een warme vloeistof of een warm gas opstijgt, hebben we ook te maken met verplaatsing van warmte. Deze vorm noemen we stroming. Hierbij verplaatst de stof die bij het transport betrokken is compleet, dit in tegenstelling tot geleiding.
Omdat vloeistoffen en gassen veel gemakkelijker bewegen, vinden we stroming vooral bij deze stoffen.
Stroming heb je ook als je een warme vloeistof of warm gas rond gaat pompen zoals we dat in de CV aantreffen.
Straling
Als de temperatuur van een voorwerp niet erg hoog is. Zendt het zogenaamde infrarode straling uit ( IR) . Je ogen zijn niet gevoelig voor deze straling. Zo verwarmen radiatoren niet alleen door de straling een kamer maar ook door de infrarood straling.
IR is licht dat we niet kunnen zien (alleen kunnen we het zichtbaar maken met een videocamera of een speciale infraroodcamera). Ondanks dat we het niet kunnen zien, lijkt het wel heel veel op gewoon zichtbaar licht. Het wordt weerkaatst door gladde glimmende oppervlaktes (bijvoorbeeld een spiegel) en geabsorbeerd door doffe ruwe oppervlaktes. Ook witte oppervlakke weerkaatsen de straling terwijl zwarte oppervlakke de straling absorberen. Een zwart voorwerp wordt daardoor wel warm als we het in de zon leggen, terwijl een wit voorwerp dan niet warm wordt.
Isolatie
Als je brandstof wilt besparen, moet je het warmtetransport naar buiten toe zoveel mogelijk beperken. Dat kan onder andere door het isoleren van muren daken en vloeren. Door een goede isolatie verdwijnt de warmte maar langzaam naar buiten. De verwarming in huis hoeft zo minder warmte te produceren om het huis op een aangename temperatuur te houden.
Isolatie proef
We hebben een proef moeten doen met geïsoleerde bekertjes. Elk bekertje was anders geïsoleerd. Er waren veel verschillende bekertjes zoals: een bekertje met glas en hooi, een beker met schuimrubber een beker met bubbeltjes folie enz. Het doel van deze proef is om er achter te komen hoe je het beste een bekertje kunt isoleren zodat je drinken lekker warm blijft. Ik heb deze proef samen met Eljada gedaan.
( wat heb je nodig? )
- Verschillende geïsoleerde bekertjes
- Kokend water of heet water ( wij hadden water van ongeveer 80 graden )
- Thermometer
- Deksel
- Maatbeker
( wat hebben wij gedaan? )
We hebben de maatbeker gevuld met water van ongeveer 80 graden. Dat goten we over in een normaal bekertje. we deden het dekseltje op het bekertje en we staken de thermometer erdoor heen. Toen hebben we om de 30 seconden opgeschreven hoe warm het water was en dat hebben we ook met 2 geïsoleerde bekertjes gedaan en zo konden we erachter komen welk bekertje het best geïsoleerd was.
( tabel )
Tijd in seconden Beker 1 in graden Beker 2 in graden Beker 3 in graden
0 80,1 77,5 78,2
30 76,8 76,5 74
60 75,7 75,2 71,3
90 74 73,9 70,6
120 72,7 72,9 70
150 71,3 71,8 69,4
180 70 71 68,8
210 68,6 70,1 68,3
240 67,9 69,3 67,8
270 66,1 68,4 67,2
300 65 67,8 66,8
330 64,3 67,1 66,3
360 63,3 66,5 65,9
390 62,8 65,9 65,4
410 62 65,3 65
440 61,3 64,7 64,8
Beker 1.= een normale beker
Beker 2.= een beker met aluminium folie
Beker 3.= een beker met bubbeltjes folie en glas
Conclusie
Ik heb in dit hoofdstuk geleerd hoe warmte transport plaatsvindt en hoe je het best een bekertje kunt isoleren. Ik vond het erg leuk om dit proefje uit te voeren en te verwerken in een verslag.
- Inleiding
- Geleiding
- Stroming
- straling
- Isolatie
- Isolatie proef + tabel & grafiek
- Conclusie
Inleiding
Er zijn 3 manieren om warmte te transporteren: geleiding, stroming en straling.
Isolatie in de bouw is iets vanzelfsprekends geworden. Enkele tientallen jaren terug werd er nog weinig rekening mee gehouden bij de bouw van huizen. Tegenwoordig wordt er geen gebouw meer zonder isolatie neergezet. Ook oude gebouwen worden geïsoleerd. Volgens de wet van behoud van energie kan energie nooit verloren gaan. Bij warmtetransport gaat altijd energie verloren. De warmte verdwijnt niet echt, maar wordt aan de omgeving afgegeven. De verschillende vormen van isolatie zorgen ervoor, dat er zo min mogelijk warmte verloren gaat. Om goed te kunnen isoleren, moet je de juiste informatie gebruiken. Elke vorm van warmtetransport geeft ook warmteverlies. Het is belangrijk te weten met welke vorm van warmteverlies je te maken hebt.
Met warmtetransport gaat warmte verloren bij elk soort warmtetransport bestaat een manier om dit te beperken:
Stroming: zorgen dat de tussenstof niet gaat stromen, bijvoorbeeld met stilstaande lucht.
Straling: laten reflecteren op een glad oppervlak.
Geleiding
Wanneer we een staaf metaal aan de ene kant verwarmen, dan wordt naar verloop van tijd de hele staaf warm. De warmte wordt van het punt waar verhit wordt doorgegeven naar het koude stuk dat we vasthouden. De oorzaak hiervan zit in de botsingen tussen de moleculen. De bewegingsenergie wordt hierdoor doorgegeven aan moleculen die minde hard bewegen en door de botsingen ook harder gaan bewegen. Harder bewegen wil zeggen warmer.
Warmtetransport dat op deze manier plaatsvindt, noemen we geleiding. Bij geleiding blijft de stof op zijn plaats.
Niet elk materiaal geleidt even goed de warmte. Je hebt slechte geleiders zoals hout en kunststof en goede geleiders zoals de metalen koper, aluminium en ijzer. Bij vloeistoffen is de afstand tussen de moleculen groter dan bij vaste stoffen. Door deze grotere afstand botsen de moleculen veel minder gemakkelijk tegen elkaar met als gevolg dat vloeistoffen slechte warmtegeleiders zijn.
Bij gassen is de afstand tussen de moleculen nog groter dus geleiden gassen al helemaal slecht.
Wanneer een stof verwarmd wordt, neemt niet alleen de temperatuur toe maar ook het volume (de stof zet uit).De oorzaak moet ook nu weer gevonden worden bij de harder bewegende moleculen. Zet een stof uit, dan neemt de soortelijke massa (de massa per volume-eenheid) toe wat tot gevolg heeft dat de warme stof gaat drijven op de koudere stof. Dit kan echter alleen als we te maken hebben met vloeistoffen of gassen.
Door deze eigenschap krijgen we dat warme gassen of warme vloeistoffen gaan stijgen (een luchtballon kan vliegen omdat warme lucht opstijgt).
Wanneer een warme vloeistof of een warm gas opstijgt, hebben we ook te maken met verplaatsing van warmte. Deze vorm noemen we stroming. Hierbij verplaatst de stof die bij het transport betrokken is compleet, dit in tegenstelling tot geleiding.
Omdat vloeistoffen en gassen veel gemakkelijker bewegen, vinden we stroming vooral bij deze stoffen.
Stroming heb je ook als je een warme vloeistof of warm gas rond gaat pompen zoals we dat in de CV aantreffen.
Straling
Als de temperatuur van een voorwerp niet erg hoog is. Zendt het zogenaamde infrarode straling uit ( IR) . Je ogen zijn niet gevoelig voor deze straling. Zo verwarmen radiatoren niet alleen door de straling een kamer maar ook door de infrarood straling.
IR is licht dat we niet kunnen zien (alleen kunnen we het zichtbaar maken met een videocamera of een speciale infraroodcamera). Ondanks dat we het niet kunnen zien, lijkt het wel heel veel op gewoon zichtbaar licht. Het wordt weerkaatst door gladde glimmende oppervlaktes (bijvoorbeeld een spiegel) en geabsorbeerd door doffe ruwe oppervlaktes. Ook witte oppervlakke weerkaatsen de straling terwijl zwarte oppervlakke de straling absorberen. Een zwart voorwerp wordt daardoor wel warm als we het in de zon leggen, terwijl een wit voorwerp dan niet warm wordt.
Als je brandstof wilt besparen, moet je het warmtetransport naar buiten toe zoveel mogelijk beperken. Dat kan onder andere door het isoleren van muren daken en vloeren. Door een goede isolatie verdwijnt de warmte maar langzaam naar buiten. De verwarming in huis hoeft zo minder warmte te produceren om het huis op een aangename temperatuur te houden.
Isolatie proef
We hebben een proef moeten doen met geïsoleerde bekertjes. Elk bekertje was anders geïsoleerd. Er waren veel verschillende bekertjes zoals: een bekertje met glas en hooi, een beker met schuimrubber een beker met bubbeltjes folie enz. Het doel van deze proef is om er achter te komen hoe je het beste een bekertje kunt isoleren zodat je drinken lekker warm blijft. Ik heb deze proef samen met Eljada gedaan.
( wat heb je nodig? )
- Verschillende geïsoleerde bekertjes
- Kokend water of heet water ( wij hadden water van ongeveer 80 graden )
- Thermometer
- Deksel
- Maatbeker
( wat hebben wij gedaan? )
We hebben de maatbeker gevuld met water van ongeveer 80 graden. Dat goten we over in een normaal bekertje. we deden het dekseltje op het bekertje en we staken de thermometer erdoor heen. Toen hebben we om de 30 seconden opgeschreven hoe warm het water was en dat hebben we ook met 2 geïsoleerde bekertjes gedaan en zo konden we erachter komen welk bekertje het best geïsoleerd was.
( tabel )
Tijd in seconden Beker 1 in graden Beker 2 in graden Beker 3 in graden
30 76,8 76,5 74
60 75,7 75,2 71,3
90 74 73,9 70,6
120 72,7 72,9 70
150 71,3 71,8 69,4
180 70 71 68,8
210 68,6 70,1 68,3
270 66,1 68,4 67,2
300 65 67,8 66,8
330 64,3 67,1 66,3
360 63,3 66,5 65,9
390 62,8 65,9 65,4
410 62 65,3 65
440 61,3 64,7 64,8
Beker 2.= een beker met aluminium folie
Beker 3.= een beker met bubbeltjes folie en glas
Conclusie
Ik heb in dit hoofdstuk geleerd hoe warmte transport plaatsvindt en hoe je het best een bekertje kunt isoleren. Ik vond het erg leuk om dit proefje uit te voeren en te verwerken in een verslag.
REACTIES
1 seconde geleden
G.
G.
Prima
6 jaar geleden
Antwoorden