Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 12/14
Paragraaf 12.1 Het deeltjesmodel
De meeste stoffen kunnen voorkomen in drie toestanden/fasen:
o Vaste stof
o Vloeistof
o Gas
Bij een lage temperatuur is de stof vast. Bij het smeltpunt, een temperatuur die per
stof verschilt, gaat de vaste stof over in een vloeistof. Vloeistoffen kunnen
verdampen. Bij het kookpunt vindt die verdamping in heel de vloeistof plaats
waardoor er dampbellen ontstaan.
Alle stoffen bestaan uit moleculen. Uit de beweging van de moleculen zijn de
eigenschappen van de fasen te verklaren. We noemen dit het deeltjesmodel.
o Vaste stof: de moleculen van de stof zitten strak op elkaar tegen elkaar aan,
vaak in een regelmatig patroon: rooster. Ze kunnen niet door de stof
bewegen, maar trillen rond een vaste plek in het rooster.
o Vloeistof: bij het smelten krijgen de moleculen zoveel bewegingsenergie dat
ze zich losmaken uit het rooster. De moleculen zitten nog dicht op elkaar en
trekken aan elkaar, maar bewegen nu vrij door de hele vloeistof.
o Gas: wanneer de moleculen genoeg snelheid krijgen kunnen ze uit de
vloeistof ontsnappen. De vloeistof verdampt. De moleculen vormen nu gas en
zijn relatief ver van elkaar verwijderd.
Daalt de temperatuur, dan neemt ook de snelheid waarmee de moleculen trillen af.
Bij -273 graden Celsius staat alles stil, het absolute nulpunt.
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde
bewegingsenergie van de moleculen. Bij het absolute
nulpunt (0 Kelvin) bewegen ze niet meer.
o T (in kelvin) = 273 + T (in graden Celsius)
Bij het verdampen van water verspreiden de
watermoleculen zich over een veel groter volume. Dit
houdt in dat de dichtheid van de waterdamp veel kleiner
is dan de dichtheid van water. De dichtheid van een stof
is de massa van een kubieke meter van die stof. De
dichtheid rho bereken je door de massa m van de stof te
delen door het volume V dat die stof inneemt:
o
12.2 Warmtetransport
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde bewegingsenergie van de moleculen.
Warmte is energie die van een plek met een hoge temperatuur naar een plek met
een lagere temperatuur stroomt. Je meet de warmte in Joule, temperatuur meet je in
graden Celsius of Kelvin. Warmte stroomt altijd van een hoge temperatuur naar een
plaats met een lagere temperatuur.
, Bij geleiding wordt de warmte doorgegeven door botsende moleculen of atomen. Bij
stroming nemen bewegende moleculen de warmte mee. Bewegingsenergie van
moleculen wordt ook omgezet in straling. Door die straling gaan de moleculen in je
huid sneller trillen en je bloed geeft die warmte via stroming door aan de rest van je
lijf.
Warmte kan op drie manieren weglekken uit je lichaam:
o Stroming
o Geleiding
o Straling
Door isolatie zorg je ervoor dat er zo min mogelijk transport van warmte door
stroming, geleiding of straling kan plaatsvinden. Daarom zijn er drie manieren van
isolatie.
o Je moet ervoor zorgen dat lucht zich niet kan verplaatsen
o Luchtledige laag; dan zijn stroming en geleiding onmogelijk
o Laag reflecterend materiaal zorgt ervoor dat je bijna geen warmte uitstraalt
De warmte die per seconde door een muur stroomt hangt af van:
o Het temperatuurverschil tussen de ene kant en de ander kant van de muur
o De oppervlakte van de muur
o De dikte van de muur
o Het materiaal waarvan de muur is gemaakt
De warmtestroom, de hoeveelheid warmte per seconde die door een muur stroomt is
evenredig met de oppervlakte van de muur (A) en het temperatuurverschil (deltaT)
en is omgekeerd evenredig met de dikte d van de muur, bereken je met de volgende
formule:
o
De eenheid van P is J/s = W. De λ- waarde kan je in de BINAS vinden.
12.3 warmte-uitwisseling
Water kan je op verschillende manieren verwarmen. De hoeveelheid energie die
nodig is om het water te verwarmen, is wel afhankelijk van:
o De hoeveelheid water
o De temperatuur van het water
o Soort stof
De soortelijke warmte c (in J/Kg K of J/kg C) van een stof is de hoeveelheid warmte
Q die nodig is om 1 kg van die stof 1 graad Celsius in temperatuur te laten stijgen.
Elke stof heeft zijn eigen soortelijke warmte. De formule voor de hoeveel warmte er
nodig is voor een bepaalde temperatuurstijging:
o
De soortelijke warmte hangt af van het aantal atomen of moleculen per kg stof.
Stoffen met veel deeltjes per kg hebben een hoge soortelijke warmte. De atomaire
massa is de massa per atoom.
Paragraaf 12.1 Het deeltjesmodel
De meeste stoffen kunnen voorkomen in drie toestanden/fasen:
o Vaste stof
o Vloeistof
o Gas
Bij een lage temperatuur is de stof vast. Bij het smeltpunt, een temperatuur die per
stof verschilt, gaat de vaste stof over in een vloeistof. Vloeistoffen kunnen
verdampen. Bij het kookpunt vindt die verdamping in heel de vloeistof plaats
waardoor er dampbellen ontstaan.
Alle stoffen bestaan uit moleculen. Uit de beweging van de moleculen zijn de
eigenschappen van de fasen te verklaren. We noemen dit het deeltjesmodel.
o Vaste stof: de moleculen van de stof zitten strak op elkaar tegen elkaar aan,
vaak in een regelmatig patroon: rooster. Ze kunnen niet door de stof
bewegen, maar trillen rond een vaste plek in het rooster.
o Vloeistof: bij het smelten krijgen de moleculen zoveel bewegingsenergie dat
ze zich losmaken uit het rooster. De moleculen zitten nog dicht op elkaar en
trekken aan elkaar, maar bewegen nu vrij door de hele vloeistof.
o Gas: wanneer de moleculen genoeg snelheid krijgen kunnen ze uit de
vloeistof ontsnappen. De vloeistof verdampt. De moleculen vormen nu gas en
zijn relatief ver van elkaar verwijderd.
Daalt de temperatuur, dan neemt ook de snelheid waarmee de moleculen trillen af.
Bij -273 graden Celsius staat alles stil, het absolute nulpunt.
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde
bewegingsenergie van de moleculen. Bij het absolute
nulpunt (0 Kelvin) bewegen ze niet meer.
o T (in kelvin) = 273 + T (in graden Celsius)
Bij het verdampen van water verspreiden de
watermoleculen zich over een veel groter volume. Dit
houdt in dat de dichtheid van de waterdamp veel kleiner
is dan de dichtheid van water. De dichtheid van een stof
is de massa van een kubieke meter van die stof. De
dichtheid rho bereken je door de massa m van de stof te
delen door het volume V dat die stof inneemt:
o
12.2 Warmtetransport
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde bewegingsenergie van de moleculen.
Warmte is energie die van een plek met een hoge temperatuur naar een plek met
een lagere temperatuur stroomt. Je meet de warmte in Joule, temperatuur meet je in
graden Celsius of Kelvin. Warmte stroomt altijd van een hoge temperatuur naar een
plaats met een lagere temperatuur.
, Bij geleiding wordt de warmte doorgegeven door botsende moleculen of atomen. Bij
stroming nemen bewegende moleculen de warmte mee. Bewegingsenergie van
moleculen wordt ook omgezet in straling. Door die straling gaan de moleculen in je
huid sneller trillen en je bloed geeft die warmte via stroming door aan de rest van je
lijf.
Warmte kan op drie manieren weglekken uit je lichaam:
o Stroming
o Geleiding
o Straling
Door isolatie zorg je ervoor dat er zo min mogelijk transport van warmte door
stroming, geleiding of straling kan plaatsvinden. Daarom zijn er drie manieren van
isolatie.
o Je moet ervoor zorgen dat lucht zich niet kan verplaatsen
o Luchtledige laag; dan zijn stroming en geleiding onmogelijk
o Laag reflecterend materiaal zorgt ervoor dat je bijna geen warmte uitstraalt
De warmte die per seconde door een muur stroomt hangt af van:
o Het temperatuurverschil tussen de ene kant en de ander kant van de muur
o De oppervlakte van de muur
o De dikte van de muur
o Het materiaal waarvan de muur is gemaakt
De warmtestroom, de hoeveelheid warmte per seconde die door een muur stroomt is
evenredig met de oppervlakte van de muur (A) en het temperatuurverschil (deltaT)
en is omgekeerd evenredig met de dikte d van de muur, bereken je met de volgende
formule:
o
De eenheid van P is J/s = W. De λ- waarde kan je in de BINAS vinden.
12.3 warmte-uitwisseling
Water kan je op verschillende manieren verwarmen. De hoeveelheid energie die
nodig is om het water te verwarmen, is wel afhankelijk van:
o De hoeveelheid water
o De temperatuur van het water
o Soort stof
De soortelijke warmte c (in J/Kg K of J/kg C) van een stof is de hoeveelheid warmte
Q die nodig is om 1 kg van die stof 1 graad Celsius in temperatuur te laten stijgen.
Elke stof heeft zijn eigen soortelijke warmte. De formule voor de hoeveel warmte er
nodig is voor een bepaalde temperatuurstijging:
o
De soortelijke warmte hangt af van het aantal atomen of moleculen per kg stof.
Stoffen met veel deeltjes per kg hebben een hoge soortelijke warmte. De atomaire
massa is de massa per atoom.
