Warmte en Temperatuur


Home 4BSW1 4BSW2 4MTLAT/4LAT 4MWW1 4MWW2 4NWE2 5BWE 5EWI/5LWI/5WWI1 5WWI2 About

1. Herhaling: Joule-Effect (Th3 H4.2 ↗91)

  • stroom: elektronen bewegen
  • weerstand: elektronen botsen
  • elektrische potentiele energie -> warmte

warmte is energie!

2. Warmte

  • voorwerpen hebben een inwendige energie (potentiële en kinetische)
  • een voorwerp is “warm” als een andere voorwerp energie ervan kan krijgen
  • een voorwerp is “koud” als het energie krijgt van een andere voorwerp

Warmte is het energieverschil en per gevolg een energieuitwisseling tussen twee voorwerpen.

Warmte (Energie)
symbool \(Q\)
eenheid \(J = Nm\)

Noot: alle deeltjes streven naar de laagst mogelijke energie.

  • Een verschil in energie gaat een uitwisseling (warmte!) veroorzaken.
  • voorbeeld: ijsberg in water

per gevolg:

3. Thermisch Evenwicht

3.1. Het Nulde Wet

Het “Nulde Wet van de Thermodynamica”:

thermo1_nuldewet.jpg

thermisch_evenwicht.svg

Als A in thermisch evenwicht is met B en B met C, dan is A ook in thermisch evenwicht is met C.

3.2. Toepassing

Door dit wet hebben we een Thermometer!

Mercury Thermometer

4. Temperatuur

  • De inwendige kinetische energie van een stof is de snelheid van de deeltjesbeweging.
  • Temperatuur \(\theta\) is een maat voor de gemiddelde snelheid van de deeltjes.
Temperatuur  
symbool \(\theta\)
eenheid 1 \(^{\circ}C\)
eenheid 2 \(K\)

Dankzij het Nulde Wet (zie boven) kunnen we referentiewaardes kiezen:

  • bv. het vriespunt van water en de lichaamstemperatuur van een gezond persoon, gemeten in de mond of onder de oksel (Farenheit) → onhandig.
  • bv. smelt- en kooktemperatuur van water → beter, maar heeft geen nul (Celsius).
  • geen deeltjesbeweging (\(0 K\)) en het vriespunt van water (\(273,15 K\)) → Kelvin-schaal

5. Oefening

  • 1 kg water van 10ºC wordt toegevoegd aan 10 kg water van 50ºC. Wat is de temperatuur van het water wanneer het thermisch evenwicht bereikt?

thermo2_vermenging.jpg

  • formule van het gewogen gemiddelde toepassen
  • Dit mag omdat de massa direct gerelateerd is aan het aantal deeltjes, en de temperatuur is een lineair maat voor de deeltjesbeweging.

6. Samenvatting

vandaag hebben we gezien:

thermo3_overzicht.jpg

7. Bronnen

Date: 2024-03-26 Tue 00:00

Author: Falk Mielke