Wat is warmte en hoe werkt warmtetransport?

Warmte is een energiestroom. Het is energie die van een warmere plek naar een koudere plek gaat, waardoor de temperatuur van een voorwerp stijgt. De eenheid van warmte is joule (J).

Je kunt warmte berekenen met de formule: $Q = P \times t$ Hierin is:

• $Q$ de warmte in joule (J).
• $P$ het vermogen in watt (W).
• $t$ de tijd in seconden (s).

Voorbeeld: Stel, een waterkoker heeft een vermogen ($P$) van 2000 Watt en staat 120 seconden ($t$) aan. De hoeveelheid warmte ($Q$) die de waterkoker afgeeft, bereken je dan zo: $Q = 2000 \text{ W} \times 120 \text{ s} = 240.000 \text{ J}$

Warmte kan op drie manieren worden overgedragen:

1. Stroming (convectie): Dit gebeurt in vloeistoffen of gassen, waarbij de warmte wordt verplaatst door de beweging van het materiaal zelf. Denk aan water in een radiator dat warmte door een kamer verspreidt.
2. Geleiding (conductie): Dit gebeurt vooral in vaste stoffen, waarbij warmte direct van deeltje naar deeltje wordt doorgegeven. Een voorbeeld is de steel van een metalen pan die warm wordt als de pan op het vuur staat. Materialen geleiden warmte verschillend, afhankelijk van hun warmtegeleidingscoëfficiënt. Goede geleiders, zoals metalen, laten warmte makkelijk door, terwijl isolatoren, zoals rubber, warmte juist tegenhouden.
3. Straling (radiatie): Warmte beweegt dan als elektromagnetische golven, die geen tussenstof nodig hebben. De warmte van de zon die de aarde bereikt, is een voorbeeld van warmtestraling.

Een waterkoker is een goed voorbeeld van hoe warmte werkt in de praktijk. De dompelaar in de waterkoker zet elektrische energie om in warmte, waardoor het water warmer wordt.

Je kunt ook een temperatuur-tijd diagram maken. Dat is een grafiek die laat zien hoe de temperatuur van iets verandert over tijd. Op de y-as staat de temperatuur en op de x-as de tijd.