Straling, stroming en geleiding
Een warmtefoto van een huis laat zien waar warmte ontsnapt. Hoe komt die warmte buiten?
Na deze les kun je
- de drie manieren van warmtetransport beschrijven met het deeltjesmodel
- maatregelen noemen die elk van de drie tegengaan
Dit weet je al
Het deeltjesmodel (paragraaf 7.1); temperatuurevenwicht (les 7.2a).
Straling
Elk voorwerp boven 0 K zendt warmtestraling (infrarood) uit, en hoe hoger de temperatuur, hoe meer. Daarvoor is geen stof nodig: de warmte van de zon komt door het vacuüm van de ruimte naar de aarde.
- Een zwart oppervlak straalt meer uit dan een licht oppervlak.
- Een glimmend oppervlak straalt heel weinig uit (en weerkaatst straling).
Tegengaan: glimmende lagen, zoals een reddingsdeken of de binnenkant van een thermosfles.
Stroming
Bij stroming verplaatst de stof zich zelf en neemt de warmte mee: warm water van de cv-ketel naar de radiator, of warme lucht die bij de radiator opstijgt (warme lucht heeft een kleinere dichtheid) en aan de andere kant van de kamer daalt.
Tegengaan: zorgen dat lucht of vloeistof niet kan bewegen: een dop op de thermosfles, tochtstrippen, een afgesloten spouw.
Geleiding
Bij geleiding blijven de deeltjes op hun plaats en geven ze energie door aan hun buren. In metalen doen vooral de vrije elektronen dat: ze nemen aan de warme kant energie op en geven die aan de koude kant af. Daarom zijn metalen goede warmtegeleiders én goede stroomgeleiders.
Tegengaan: slecht geleidende materialen: niet-metalen en vooral stilstaande lucht. Piepschuim, glaswol en dubbelglas bevatten veel stilstaande lucht.
Hoe gaat een thermosfles alle drie de vormen van warmtetransport tegen?
- Straling: de wanden zijn aan de binnenkant verzilverd (glimmend).
- Geleiding: tussen de dubbele wand zit (bijna) vacuüm, en glas geleidt slecht.
- Stroming: de dop sluit de fles af, zodat de warme lucht niet ontsnapt.
Isoleren maakt de warmtestroom kleiner, maar niet nul. Ook een goed geïsoleerd huis moet je stoken; alleen minder.
Snap je het?
Voor welke vorm van warmtetransport is geen stof nodig?
Waarom houdt een donzen jas je warm?
In paragraaf 7.3 reken je uit hoeveel warmte er per seconde door een wand of met een stroming wordt vervoerd.
Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.