Fysica: Warmte

• Beratuur


  Bewegende moleculen botsen voortdurend, waardoor hun snelheid verandert
• Bij een bepaalde temperatuur bewegen niet alle moleculen van eenzelfde soort met dezelfde snelheid
• Bij elke temperatuur zijn er moleculen met een grotere en met een kleinere snelheid. Telkens wordt dus rekening gehouden met de gemiddelde snelheid van de moleculen
• Temperatuur


  De gemiddelde snelheid waarmee de moleculen bewegen en dus de gemiddelde kinetische energie van de moleculen
• Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de moleculen bewegen. Hoe lager de temperatuur, hoe trager de moleculen bewegen
• De gemiddelde snelheid van de moleculen kun je niet meten. Daarom gebruik je andere grootheden of verschijnselen die van de temperatuur afhankelijk zijn. Een thermometer meet de temperatuur op een indirecte manier
• Vloeistofthermometers


  1. Botsen trillende lichaamsdeeltjes via het glas tegen de vloeistofmoleculen in de thermometer

  2. Hoe sneller de moleculen bewegen, hoe meer ruimte ze innemen

  3. Je leest op een thermometer de uitzetting van de vloeistof af, die evenredig is met de temperatuurstijging
• Het contact tussen het lichaam en de thermometer moet voldoende lang zijn, zodat de thermometer de temperatuur van het lichaam overneemt
• Temperatuurschalen


  • Celsius
  • Fahrenheit
  • Kelvin
• Temperatuur


  Grootheid, SI-eenheid: kelvin
• Voor temperaturen in de Celsiusschaal gebruik je e
• Temperatuur toepassen


  1. Symbool: T

  2. Symbool: K

  3. Koortsthermometer

  4. Fahrenheit
• Moleculen in een systeem bewegen voortdurend willekeurig. Tijdens de beweging verandert de snelheid van de moleculen, waardoor hun kinetische energie ook verandert
• Inwendige kinetische energie


  De totale kinetische energie van moleculen in een systeem
• Daling (stijging) van de temperatuur van een voorwerp


  Wijst op een daling (stijging) van de inwendige kinetische energie
• Inwendige kinetische energie


  Grootheid, SI-eenheid: joule, Symbool: U, Symbool: J
• Moleculen in een systeem bevinden zich op een bepaalde afstand van elkaar. Moleculen oefenen cohesiekrachten op elkaar uit. Die krachten zijn afhankelijk van de afstand tussen de moleculen. Moleculen bezitten dus potentiële energie. Die energie verandert, als de afstand tussen de moleculen verandert
• Inwendige potentiële energie


  De totale potentiële energie van moleculen in een systeem
• Inwendige potentiële energie


  Grootheid, SI-eenheid: joule, Symbool: U,, Symbool: J
• Totale inwendige energie


  De som van de inwendige kinetische energie U, en de inwendige potentiële energie U
• De wet van behoud van energie geldt ook inwendig. Als de inwendige kinetische energie toeneemt zonder dat je energie toevoert, zal de inwendige potentiële energie afnemen en omgekeerd
• Totale inwendige energie


  Grootheid, SI-eenheid: joule, Symbool: U, Symbool: J
• Toepassen van inwendige energie

  N geeft het aantal moleculen bij een bepaalde temperatuur weer
• Warmte


  De overgedragen inwendige energie van een systeem met een hogere temperatuur naar een systeem met een lagere temperatuur
• Warmtehoeveelheid

  De hoeveelheid uitgewisselde energie
• Door warmte toe te voegen aan een systeem, verhoogt de inwendige energie van het systeem
• Door warmte te onttrekken aan een systeem, verlaagt de inwendige energie van het systeem
• In een systeem is energie opgeslagen en dus geen warmte. Warmte is de hoeveelheid energie die uitgewisseld wordt tussen verschillende systemen met een verschillende temperatuur. Je kunt dat vergelijken met het begrip arbeid. Een systeem bezit geen arbeid, maar kan wel arbeid leveren. Warmte is, net zoals arbeid, een manier om energie te transporteren
• Warmte toegevoegd aan een systeem

  Inwendige energie van het systeem verhoogt
• Warmte onttrokken aan een systeem

  Inwendige energie van het systeem verlaagt
• Warmte toepassen

  Q=ΔU
• Warmte kan op drie verschillende manieren worden overgedragen: geleiding, stroming en straling
• Geleiding of conductie

  1. Overdracht van inwendige energie door botsingen tussen naburige moleculen

  2. Als een vaste stof op een bepaalde plaats opwarmt, zullen de moleculen daar heviger gaan trillen. Ze botsen tegen de naburige moleculen die op hun beurt ook heviger gaan trillen
• Stroming of convectie

  1. Overdracht van inwendige energie door verplaatsing van verwarmde materie

  2. Als een vloeistof of een gas op een bepaalde plaats opwarmt, zal de stof uitzetten. De massadichtheid verkleint en door de archimedeskracht zal de opgewarmde vloeistof in de omringende koelere stof stijgen. Je krijgt een circulatie van stijgende warme hoeveelheden en dalende koude hoeveelheden stof
• Straling of radiatie

  1. Overdracht van inwendige energie zonder tussenkomst van materie

  2. Elk systeem op een bepaalde temperatuur zendt straling uit
• Toepassen van manieren van warmtetransport

  Een thermosfles werkt warmtetransport tegen
• Merkbare warmte


  De warmte die een systeem opneemt of afstaat, als het een temperatuurverandering ondergaat. Merkbare warmte is merkbaar met een thermometer
• Latente warmte


  De warmte die een systeem opneemt of afstaat, als het een faseovergang ondergaat. Latente warmte is niet merkbaar met een thermometer
• Toepassen van merkbare warmte en latente warmte

  Je plaatst enkele zelfgemaakte ijsjes in de diepvries bij - 17 °C. In het begin zijn de ijsjes vloeibaar, maar na een uurtje worden ze vast. De temperatuur van de ijsjes is nu 0 °C. Twee uur later controleer je opnieuw. De ijsjes zijn nu hard en de temperatuur bedraagt - 12 °C
• De toegevoegde warmte veroorzaakt een verandering van de gemiddelde afstand tussen de moleculen