HC samenvatting warmte

22 april Warmte
Het boek heeft de volgende opbouw:
§1 = uitleg waarom onderwerp van belang is en de apparaten die daarbij een rol spelen
§2 = uitleg over ‘nieuwe’ grootheden, die dit hoofdstuk belangrijk zijn
§3 en verder = inhoudelijke kennis

Grootheden die van belang zijn voor warmtetransport =
 Soortelijke warmte (cp)= Specific Heat
Eenheid = kJ/(kg °C).
= de warmte die nodig is om 1 kg van een stof 1 °C in temperatuur te laten stijgen.
De index p betekend dat het verwarmen onder de standaard druk van 1013 hPa plaats vindt.
Q
In Formule vorm: cp = (4.1)
m ∙ ∆T
Deze formule kom je ook tegen bij energiebalansen in de vorm: (HC energiebalansen)
Q = m c ΔT (4.14)
Boek gaat vanaf formule 4.2 moeilijk doen wat voor ons niet van belang is.
 Warmtegeleidingscoëfficiënt (k) = Thermal Conductivity
Eenheid = W/(m °C) is hetzelfde als W/(m K) omdat het om temperatuurverschillen gaat.
= wil zeggen hoe goed een materiaal de warmte geleid. Het is dus duidelijk een constante wat is gekoppeld aan materialen.
De warmtegeleidingscoëfficiënt is voor warmtegeleiders een waarde boven de 50 W/(m °C) en voor warmte isolatoren een waarde onder
de 0,5 W/(m °C).
 Termische diffusie = Thermal Diffusivity
Wordt niet behandeld.

Vormen van warmtetransport =
Zie § 4.3
 Warmtestroming
= hoef je niet veel over te weten. Want eigenlijk wordt ergens iets warmgemaakt en gaat het uiteindelijk met de stroming
mee.
Maar voordat we daarmee beginnen, eerst wat over temperatuur. Wat is nu eigenlijk precies de grootheid van temperatuur en wat
meet die nou precies? We hebben er allemaal wel een gevoel bij, maar als we echt verfijnder naar de natuurkundeachtergrond
gaan kijken zien we dat bij een temperatuur van 0 Kelvin (= het absolute nulpunt) alle materie stilstaat. Dit betekent dat alle
moleculen geen snelheid meer hebben, ze staan stil. Als de temperatuur boven de 0 Kelvin uitkomt (heb je over het algemeen te
maken met vaste stoffen) dan gaan die moleculen trillen en kun je zeggen dat er sprake is van een gemiddelde snelheid. Nou is die
temperatuur direct gerelateerd aan de gemiddelde snelheid. Als de temperatuur dus toeneemt, neemt ook de snelheid van die
trillingen toe. Dit gaat net zolang door tot alle moleculen als het ware in het rooster vastzitten, zo hard trillen dat ze loslaten vanuit
het rooster. En eigenlijk ben je dan dus aan het smelten. Nadat alles is gesmolten houdt het in dat je een vloeistof hebt, en dat al
die moleculen in die vloeistof bewegen. Als je de temperatuur nog hoger doet, gaan de moleculen in de vloeistof nog sneller
bewegen. Het kan dan zo zijn dat de moleculen zo snel gaan dat ze de vloeistof verlaten en in de gasfase komen. Ze zijn dan aan
het verdampen. En in die gasfase gaan de moleculen nog sneller. Er is dus een directe relatie tussen de temperatuur en de
gemiddelde snelheid van de moleculen.

Bij warmtetransport gaat het vooral om de hoeveelheid warmte per tijdseenheid. Dit wordt de warmtestroom (= rate of heat
transfer) genoemd. Warmte stroomt van een hoge temperatuur altijd naar een lage temperatuur. Je kunt dus zeggen dat er
sprake is van een warmtestroom. Een warmtestroom is eigenlijk de hoeveelheid warmte per tijdseenheid (dus per seconde) die
door een oppervlakte heengaat. En die warmtestroom wordt uitgedrukt in watt doordat de energie per tijdseenheid is.
Q
> In formule vorm: q =
t
>De eenheid van de warmtestroom is dus J/s = W (watt)

 Warmtegeleiding
De eerste vorm van warmtetransport is warmtegeleiding.
=Bij warmtegeleiding geven de trillende moleculen de trillingen door aan elkaar,
waardoor ze in eerste instantie ook sneller gaan trillen dus een hogere temperatuur
krijgen.
= treedt op bij vaste stoffen en bij vloeistoffen en gassen die niet kunnen stromen.
Hierbij kun je denken aan de luchtlaag bij dubbelglas. Tussen deze twee lagen glas zit
lucht, en deze lucht kan niet echt stromen. Er is dus geen duidelijke stroming
mogelijk, zo’n gas gaat dan ook geleiden. Bij warmtegeleiding zie je aan de warme