Hoofdstuk 1: Energie
= capaciteit om "werk" te verrichten op materie
- materie over enige afstand verplaatsen (trekken, tillen, duwen)
- hoe groter deze afstand (voor een gegeven massa), hoe groter de verrichte arbeid
- arbeid verrichten op materie materie "ontvangt" energie
wet van behoud van energie: - energie kan noch gecreëerd noch vernietigd worden
- maar: transformatie tussen verschillende vormen van energie is mogelijk
Vormen
stralingsenergi
kinetische energie potentiële (gravitatie-)energie interne energie
e
- energie geassocieerd met - potentieel om arbeid te energie binnen systeem van
beweging: Ek = ½mv² verrichten deeltjes = kinetische + potentiële
- nauw verbonden met T - dicht bij aardopp.: Ep = mgh energie op microscopisch niveau
Temperatuur
T van lucht = maat voor de gem. Ek van de atomen en moleculen waaruit de lucht bestaat
hogere temperaturen komen overeen met hogere gem. snelheden
Druk
= aantal botsingen van gasvormige moleculen tegen een wand
Warmte
= energie uitgewisseld tussen objecten met verschillende temperatuur
na uitwisseling opgeslagen als interne energie
Warmtecapaciteit C van een stof
= verhouding tussen hoeveelheid warmte-energie die stof opneemt en de bijbehorende T-stijging
hoge warmtecapaciteit Tstof verandert niet gemakkelijk
Specifieke warmte van een stof
= warmtecapaciteit per massa-eenheid
= hoeveelheid warmte (energie) die nodig is om de T van 1 g stof 1° te verhogen
bij def.: 1 cal = hoeveelheid energie die nodig is om 1g water van 14,5° naar 15,5°C te brengen = 4186 J
zeeklimaat vs. landklimaat
Latente (verborgen) warmte
= warmte-energie die nodig is voor of vrijkomt bij een faseovergang (tussen vast - vloeibaar - gas (- plasma))
belang voor de atmosfeer: latente warmte is bron van energie voor cyclonen, onweersbuien, orkanen, …
,
, Transport van warmte(-energie) in de atmosfeer
Geleiding/conductie
= warmteoverdracht door botsingen tussen moleculen
- van warmere naar koudere gebieden
- hoe groter het T-verschil, hoe sneller de warmteoverdracht
- warmtegeleiding hangt af van de stof
Convectie
= warmteoverdracht door massabeweging van een vloeistof
- opp. ongelijkmatig opgewarmd op zonnige (warme) dag (meer, schaduw, ...)
- kleine luchtlaag erboven wordt ook ongelijkmatig opgewarmd (geleiding)
- warmere lucht heeft lagere dichtheid dan lucht eromheen stijgt op en draagt warmte-energie naar boven over
stijgende luchtbel (luchtpakket) koelt af en zakt
verticale warmte-uitwisseling in een cyclisch proces
- verticale warmte-uitwisseling = convectie
- stijgend luchtpakket = thermiekbel
- horizontaal deel van de cyclus = advectie (wind)
Straling
= energieoverdracht waarbij een stralend voorwerp energie doorgeeft aan een ander voorwerp
zonder de tussenliggende ruimte op te warmen
- stralend object: zon
- bestraald object: aarde
- tussenruimte: o.a. atmosfeer
zwart lichaam: perfecte absorbeerder & perfecte straler
- absorbeert alle straling die erop valt geen reflectie
- zendt alle mogelijke straling uit (maximale hoeveelheid energie per tijdseenheid en oppervlakte)
- hoeft niet zwart te zijn: zon en aarde zijn zwarte lichamen
wet van Stefan-Boltzmann: E = σT4
wet van Wien: λmax = constante / T
wet van Kirchoff: VW dat selectief absorbeert, zendt ook selectief uit, en selectiviteit heeft betrekking op dezelfde λs
kwantumchemie
Energiebalans
= capaciteit om "werk" te verrichten op materie
- materie over enige afstand verplaatsen (trekken, tillen, duwen)
- hoe groter deze afstand (voor een gegeven massa), hoe groter de verrichte arbeid
- arbeid verrichten op materie materie "ontvangt" energie
wet van behoud van energie: - energie kan noch gecreëerd noch vernietigd worden
- maar: transformatie tussen verschillende vormen van energie is mogelijk
Vormen
stralingsenergi
kinetische energie potentiële (gravitatie-)energie interne energie
e
- energie geassocieerd met - potentieel om arbeid te energie binnen systeem van
beweging: Ek = ½mv² verrichten deeltjes = kinetische + potentiële
- nauw verbonden met T - dicht bij aardopp.: Ep = mgh energie op microscopisch niveau
Temperatuur
T van lucht = maat voor de gem. Ek van de atomen en moleculen waaruit de lucht bestaat
hogere temperaturen komen overeen met hogere gem. snelheden
Druk
= aantal botsingen van gasvormige moleculen tegen een wand
Warmte
= energie uitgewisseld tussen objecten met verschillende temperatuur
na uitwisseling opgeslagen als interne energie
Warmtecapaciteit C van een stof
= verhouding tussen hoeveelheid warmte-energie die stof opneemt en de bijbehorende T-stijging
hoge warmtecapaciteit Tstof verandert niet gemakkelijk
Specifieke warmte van een stof
= warmtecapaciteit per massa-eenheid
= hoeveelheid warmte (energie) die nodig is om de T van 1 g stof 1° te verhogen
bij def.: 1 cal = hoeveelheid energie die nodig is om 1g water van 14,5° naar 15,5°C te brengen = 4186 J
zeeklimaat vs. landklimaat
Latente (verborgen) warmte
= warmte-energie die nodig is voor of vrijkomt bij een faseovergang (tussen vast - vloeibaar - gas (- plasma))
belang voor de atmosfeer: latente warmte is bron van energie voor cyclonen, onweersbuien, orkanen, …
,
, Transport van warmte(-energie) in de atmosfeer
Geleiding/conductie
= warmteoverdracht door botsingen tussen moleculen
- van warmere naar koudere gebieden
- hoe groter het T-verschil, hoe sneller de warmteoverdracht
- warmtegeleiding hangt af van de stof
Convectie
= warmteoverdracht door massabeweging van een vloeistof
- opp. ongelijkmatig opgewarmd op zonnige (warme) dag (meer, schaduw, ...)
- kleine luchtlaag erboven wordt ook ongelijkmatig opgewarmd (geleiding)
- warmere lucht heeft lagere dichtheid dan lucht eromheen stijgt op en draagt warmte-energie naar boven over
stijgende luchtbel (luchtpakket) koelt af en zakt
verticale warmte-uitwisseling in een cyclisch proces
- verticale warmte-uitwisseling = convectie
- stijgend luchtpakket = thermiekbel
- horizontaal deel van de cyclus = advectie (wind)
Straling
= energieoverdracht waarbij een stralend voorwerp energie doorgeeft aan een ander voorwerp
zonder de tussenliggende ruimte op te warmen
- stralend object: zon
- bestraald object: aarde
- tussenruimte: o.a. atmosfeer
zwart lichaam: perfecte absorbeerder & perfecte straler
- absorbeert alle straling die erop valt geen reflectie
- zendt alle mogelijke straling uit (maximale hoeveelheid energie per tijdseenheid en oppervlakte)
- hoeft niet zwart te zijn: zon en aarde zijn zwarte lichamen
wet van Stefan-Boltzmann: E = σT4
wet van Wien: λmax = constante / T
wet van Kirchoff: VW dat selectief absorbeert, zendt ook selectief uit, en selectiviteit heeft betrekking op dezelfde λs
kwantumchemie
Energiebalans
