Stoffen en materialen
Waarom condenseert waterdamp op een koud blikje? Waarom is een hoogspanningskabel zo dik? Met het deeltjesmodel verklaar je eigenschappen van stoffen, en met een handvol formules reken je aan warmte, warmtestromen en weerstand.
Zo bouwt dit hoofdstuk op
Het hoofdstuk heeft vijf onderwerpen. Stofeigenschappen zoals dichtheid, soortelijke warmte, warmtegeleidingscoëfficiënt en soortelijke weerstand staan in Binas 8 tot en met 12. De formules staan in Binas 35C (warmte) en 35D1 (weerstand).
Bij elke formule staat een label: Binas betekent dat je de formule in Binas kunt opzoeken. Zelf afleiden betekent dat hij er niet in staat: je moet de redenering zelf kunnen geven.
De lessen
- 7.1aFasen, het deeltjesmodel en dichtheidEen stof kan vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Met het deeltjesmodel verklaar je de eigenschappen van die drie fasen. De dichtheid is de massa per volume: ρ = m/V.Nog niet gelezen
- 7.1bTemperatuur en warmteDe absolute temperatuur in kelvin is evenredig met de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes; T(K) = T(°C) + 273,15. De warmte om een stof op te warmen is Q = c · m · ΔT.Nog niet gelezen
- 7.2aTemperatuurevenwichtWarmte stroomt vanzelf van warm naar koud, tot beide dezelfde temperatuur hebben. Zonder verlies naar de omgeving geldt Q_op = Q_af; daarmee bereken je de eindtemperatuur.Nog niet gelezen
- 7.2bStraling, stroming en geleidingWarmte verplaatst zich door straling (geen stof nodig), stroming (de stof beweegt mee) en geleiding (deeltjes geven energie door). Isoleren is het tegengaan van deze drie.Nog niet gelezen
- 7.3aWarmtestroom en debietDe warmtestroom is de warmte per seconde, P = Q/t, in watt. Bij een stromende vloeistof bereken je eerst het debiet (Q = ΔV/Δt = A · v), dan de massa per seconde en daarmee de warmtestroom.Nog niet gelezen
- 7.3bWarmtestroom door geleidingDe warmtestroom door een wand is recht evenredig met de warmtegeleidingscoëfficiënt λ, de oppervlakte A en het temperatuurverschil ΔT, en omgekeerd evenredig met de dikte d.Nog niet gelezen
- 7.4aSoortelijke weerstandDe weerstand van een draad is recht evenredig met de lengte en omgekeerd evenredig met de doorsnede: R = ρ · ℓ / A. De soortelijke weerstand ρ is een stofeigenschap.Nog niet gelezen
- 7.4bWeerstand en temperatuurDe weerstand van een metaaldraad neemt toe als hij warmer wordt: elke metaaldraad is een PTC. Het (I,U)-diagram van een gloeidraad is krom; dat van een ohmse weerstand is een rechte lijn door de oorsprong.Nog niet gelezen
- 7.5aFunctionele materialenComposieten combineren vezels tegen trekkracht met een harde matrix. Legeringen zijn mengsels met een metaal. Polymeren zijn thermoplasten, thermoharders of elastomeren. Smart materials veranderen door een invloed van buiten.Nog niet gelezen