Warmtetransport

Leerdoelen

•Je kunt met het atomaire model fasen en faseovergangen verklaren.

•Je kunt uitleggen wat het absolute nulpunt is en hoe je graden Celsius naar Kelvin omrekent en andersom.

•Je kunt de drie vormen van warmtetransport verklaren (geleiding, stroming, straling).

Het moleculaire model

Fasen en faseovergangen kunnen worden verklaard met behulp van het deeltjesmodel of het atomaire model. Dit model stelt dat alle stoffen uit deeltjes, zoals moleculen, bestaan. Moleculen zijn opgebouwd uit atomen, zoals zuurstofatomen, waterstofatomen en koolstofatomen.

Fasen

Stoffen kunnen zich in drie verschillende fasen bevinden.

•Vaste fase: De deeltjes zitten in een vast rooster. Denk aan ijs.

•Vloeibare fase: De deeltjes zijn aan elkaar verbonden, maar kunnen wel bewegen. Vergelijk het met water.

•Gasfase: De deeltjes zijn ver van elkaar verspreid. Denk aan waterdamp.

Kinetische energie en faseovergangen

De energie die de deeltjes hebben heet kinetische energie. Dit bepaalt hun bewegingsvrijheid. Er bestaan verschillende faseovergangen:

•Stollen: Vloeibaar naar vast.

•Smelten: Vast naar vloeibaar.

•Verdampen: Vloeibaar naar gasvormig.

•Condenseren: Gasvormig naar vloeibaar.

•Sublimeren: Vast naar gasvormig.

•Rijpen: Gasvormig naar vast.

Door verhitting krijgen de deeltjes meer kinetische energie en kunnen faseovergangen plaatsvinden.

Voorbeelden van faseovergangen

•Verdampen: Water dat uit een bos verdampt.

•Condenseren: Een bril die beslaat bij het binnengaan van een warme kamer.

•Smelten: IJs dat smelt.

•Stollen: Water dat ijs wordt in de vriezer.

•Rijpen: IJskristallen die zich vormen aan bomen bij kou.

•Sublimeren: Geurblokjes die in de lucht oplossen.

Temperatuur

Celsius en Kelvin

Temperatuur is een maat voor de kinetische energie van de deeltjes. Je kunt temperatuur omrekenen van graden Celsius naar Kelvin:

\text{Kelvin }=\text{ graden Celsius}+\text{ }273\text{Kelvin }=\text{ graden Celsius}+\text{ }273\text{Kelvin }=\text{ graden Celsius}+273\text{Kelvin }=\text{ graden Celsius}+273\text{Kelvin }=\text{graden Celsius}+273

\text{Graden Celsius }=\text{ Kelvin}-\text{ }273\text{Graden Celsius }=\text{ Kelvin}-273\text{Graden Celsius }=\text{ Kelvin}-273\text{Graden Celsius }=\text{Kelvin}-273

Bijvoorbeeldgraden Celsius isKelvin.

Het absolute nulpunt

Het absolute nulpunt is de temperatuur waarbij de deeltjes niet meer bewegen. Dit isgraden Celsius ofKelvin.

Drie vormen van warmtetransport

Er zijn drie manieren waarop warmte zich kan verplaatsen: geleiding, stroming en straling.

1. Geleiding

Geleiding vindt plaats in vaste stoffen. De moleculen geven hun trillingen door aan naburige moleculen. Voorbeelden:

•Hete thee die een mok verwarmt.

•Steel van een pannetje dat heet wordt.

•Geleiding door de bodem van de pan wanneer je water kookt.

2. Stroming (convectie)

Stroming vindt plaats in vloeistoffen en gassen. Warmere stoffen hebben een kleinere dichtheid en stijgen op. Voorbeelden:

•Het water in een radiator.

•Luchtstromen in de klas.

•Stroming van water wanneer je het kookt.

3. Straling

Straling heeft geen tussenstof nodig en werkt via elektromagnetische straling. Voorbeelden:

•Warmte van de zon.

•Straling die door infraroodcamera's wordt vastgelegd.

•Straling van de vlammen bij het koken van water.