Energietransport, warmte en temperatuur

Created by

Hey;)

Cards (35)

Temperatuur is een maat voor het trillen van de atomen of moleculen.
Als twee systemen dezelfde temperatuur hebben, dan zijn deze in thermisch evenwicht.
Warmte is de hoeveelheid energie die uitgewisseld wordt tussen twee voorwerpen ten gevolge van een temperatuurverschil.
Warmte wordt uitgewisseld tussen systemen die niet in thermisch evenwicht zijn.
Die uitwisseling van thermische energie tussen systemen met een verschillende temperatuur, gebeurt steeds van het systeem met de hogere temperatuur naar het systeem met de lagere temperatuur.
De hoeveelheid thermische energie die wordt uitgewisseld, noemen we warmtehoeveelheid of kortweg warmte.
(t) Grootheid: Eenheid:
naam: temperatuur graden Celsius
symbool: thèta °C
(a t) Grootheid: Eenheid:
naam: absolute temperatuur kelvin
symbool: T K
(w) Grootheid: Eenheid:
naam: warmte joule
symbool: Q J
Celsius naar kelvin = +273
kelvin naar Celsius= -273
In een vaste stof zijn de aantrekkingskrachten tussen de verschillende deeltjes van de stof groot. Deze aantrekkingskrachten tussen deeltjes van dezelfde soort noemen we cohesiekrachten.
In een vaste stof zitten de atomen op een vaste plaats en kunne ze amper bewegen.
Cohesiekracht= atomen van dezelfde soort trekken aan elkaar.
Adhesiekracht= atomen van verschillende soorten trekken aan elkaar.
Bij het absolute nulpunt (0 K), staan de atomen helemaal stil.
In een vloeibare toestand zitten de deeltjes nog dicht bij elkaar, maar ze hebben geen vaste plaats meer, ze kunnen vrij langs elkaar bewegen. Daarom zijn vloeistoffen beweeglijker dan vaste stoffen.
Als de temperatuur van een vloeistof toeneemt, dan gaan de atomen (of moleculen) sneller door elkaar bewegen en verder uit elkaar zitten.
In een gas is de krachtwerking tussen de verschillende deeltjes klein. De atomen (of moleculen) zijn heel beweeglijk en bewegen los van elkaar, met verschillende snelheden, kriskras door elkaar.
Een ander woord voor fase/fasetoestand is aggregatietoestand.
De inwendige potentiële energie:
Tussen de deeltjes van een stof heersen er cohesiekrachten. Deze geven de stof inwendige potentiële energie en bepalen zo de toestand waarin de stof zich bevindt.
De inwendige potentiële energie van de deeltjes stijgt als de afstand tussen de deeltjes stijgt. Hoe verder de deeltjes uit elkaar zitten, hoe groter hun inwendige potentiële energie.
Inwendige kinetische energie 
De bewegingsenergie van de deeltjes in een stof, waarbij de snelheid van de deeltjes onderling verschillend is
Temperatuur van een systeem neemt toe 
Inwendige kinetische energie van de deeltjes neemt toe
Absolute temperatuur 
Maat voor de gemiddelde inwendige kinetische energie
Bij 0 K is er geen beweging meer van de atomen (of moleculen) en is de inwendige kinetische energie van de deeltjes nul
De uitwisseling van warmte kan op 3 manieren gebeuren:
door geleiding of conductie
door straling of radiatie
door stroming of convectie
Geleiding of conductie: de warmteoverdracht gebeurt binnen de stof.
De warmte-energie stroomt dus van de deeltjes met een hoge temperatuur naar de deeltjes met een lage temperatuur.
Straling of radiatie: De warmteoverdracht gebeurt tussen twee lichamen die niet met elkaar in aanraking zijn en zonder gebruik te maken van een middenstof.
Het warme lichaam geeft elektromagnetische straling af en verliest zo dus warmte-energie.
Hier is dus geen contact met de warmtebron nodig.
Stroming of convectie: de warmteoverdracht gebeurt door verplaatsing van een warm gas of warme vloeistof, of van een koud gas of koude vloeistof. De warmte verplaatst zich door stroming.
Merkbare warmte heeft een temperatuurverandering tot gevolg. 
Merkbare warmte is warmte die zorgt voor een verandering van de temperatuur van een stof.
Latente warmte heeft een verandering van aggregatietoestand tot gevolg, zonder dat daarbij een temperatuurverandering plaatsvindt. 
Latente warmte is de warmte die zorgt voor een faseovergang van een stof, zonder dat er een temperatuurverandering optreedt.
Faseovergangen
A) verdampen
B) condenseren
C) stollen
D) smelten
E) desublimeren
F) sublimeren
Smelten gebeurt bij het smeltpunt. (v->vl)
Tijdens het smelten blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vloeibare en vaste fase voor.
Stollen gebeurt bij het stolpunt. (vl->v)
Tijdens het stollen blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vloeibare en vaste fase voor.
Voor een zuivere stof zijn smeltpunt en stolpunt gelijk.
Een stof kan enkel op het smeltpunt/stolpunt tegelijk in vaste en vloeibare toestand voorkomen.
De warmte die nodig is om een stof te laten smelten is even groot als de warmte die onttrokken wordt tijdens het stollen.
Verdampen gebeurt bij het kookpunt. (vl->g)
Tijdens het verdampen blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vloeibare en gasvormige fase voor.
Condenseren gebeurt bij het kookpunt. (g->vl)
Tijdens het condenseren blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vloeibare en gasvormige fase voor.
Een stof kan enkel op het kookpunt tegelijk in gasvormige en vloeibare toestand voorkomen.
De warmte die nodig is om een stof te laten verdampen is even groot als de warmte die onttrokken wordt tijdens het condenseren.
Sublimeren gebeurt bij het sublimatiepunt. (v->g)
Tijdens het sublimeren blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vaste en gasvormige fase voor.
Desublimeren gebeurt bij het sublimatiepunt. (g->v)
Tijdens het desublimeren blijft de temperatuur constant en komt de stof tegelijkertijd in vaste en gasvormige fase voor.
Een stof kan enkel op het sublimatiepunt tegelijk in gasvormige en vaste toestand voorkomen.
De warmte die nodig is om een stof te laten sublimeren is even groot als de warmte die onttrokken wordt tijdens het desublimeren.
De totale energie in een geïsoleerd systeem blijft altijd constant. 
In een geïsoleerd systeem is de som van de uitgewisselde warmtehoeveelheden gelijk aan nul.
Hierbij zijn de warmtehoeveelheden die het systeem opneemt positief en de warmtehoeveelheden die het systeem afgeeft negatief.