As jo op in houten stoel sitte, wurdt it oerflak fan 'e houten stoel waarm. Omkeard, as jo op in stoel fan plestik of metaal sitte, fielt it oerflak fan 'e metalen of plestik stoel net waarm oan nei't jo derop sitten hawwe. Wêrom is it oerflak fan in houten stoel waarm, wylst it oerflak fan in metalen stoel dat net is? Wêrom kin sliepen op in kâlde flier sûnder matras pine feroarsaakje? Hawwe jo ea in kâlde jas droegen? Wêrom binne de measte kâlde jassen makke fan wol? D'r binne noch in soad dingen om oer nei te tinken en te freegjen yn ferbân mei it ûnderwerp waarmte-oerdracht troch gelieding.
Meitsje in kears en in stik tinne tried klear. Hâld it iene ein fan 'e tried fêst en reitsje it oare ein fan 'e tried tsjin 'e kearsflamme. Wachtsje efkes oant jo hân waarm oanfielt. Wêrom fielt jo hân waarm oan? As it iene ein fan 'e tried de kearsflamme oanrekket, beweecht waarmte fan 'e kearsflamme (hege temperatuer) nei it oare ein fan 'e tried (lege temperatuer). Dizze waarmte-oerdracht feroarsaket dat de temperatuer fan it ein fan 'e tried dat de flam oanrekket tanimt. It temperatuerferskil tusken it ein fan 'e tried dat de kearsflamme oanrekket en it oare ein fan 'e tried feroarsaket dat waarmte beweecht fan it ein fan 'e tried dat de flam oanrekket nei it ein fan 'e tried dat troch jo hân oanrekke wurdt. Dizze waarmte-oerdracht feroarsaket dat de temperatuer fan it ein fan 'e tried dat oanrekke wurdt tanimt. De waarmte beweecht dan nei jo kâldere hân. As gefolch fielt jo hân waarm oan.
As in ûnderdiel fan in objekt mei in hege temperatuer yn kontakt komt mei in objekt mei in lege temperatuer, beweecht waarmte fan it objekt mei de hege temperatuer nei it objekt mei de lege temperatuer. De ekstra enerzjy soarget derfoar dat de atomen en molekulen dy't it objekt foarmje rapper bewege. As se bewege, hawwe de molekulen kinetische enerzjy (EK = ½ mv² ) . De molekulen dy't rapper bewege (mei gruttere kinetische enerzjy) botsje mei de molekulen neist har. Dizze molekulen botsje dan mei oare molekulen neist har. Ensafuorthinne. Sa botsje de molekulen mei-inoar, wêrtroch't enerzjy oerdroegen wurdt. Waarmte-oerdracht dy't plakfynt troch botsings tusken de molekulen dy't in objekt foarmje, wurdt waarmte-oerdracht troch gelieding neamd.
De formule foar waarmteferfier troch gelieding
It objekt oan de lofterkant hat in hegere temperatuer (T1) wylst it objekt oan 'e rjochterkant in legere temperatuer hat (T2). Fanwegen it ferskil yn temperatuer (T1 - T2), beweecht waarmte fan in objekt mei in hege temperatuer nei in objekt mei in lege temperatuer (de rjochting fan 'e waarmtestream is nei rjochts). It objekt dêr't waarmte trochhinne giet hat in dwersdoorsnede (A) en lingte (l).
Op basis fan 'e resultaten fan it eksperimint is de waarmte dy't oerdroegen wurdt tidens in bepaald tiidsynterval (Q/t) direkt evenredich mei it temperatuerferskil (T1 – T2 ) , it dwersdoorsnede-oppervlak (A), de aard fan in objekt (k = termyske geliedingsfermogen) en omgekeerd evenredich mei de lingte fan it objekt. De formule foar de snelheid fan waarmte-oerdracht troch gelieding:
Beskriuwing: Q/t = waarmte-oerdrachtsnelheid, k = termyske geleidingsfermogen, A = dwerstrochsneedoppervlakte, T1 = hege temperatuer, T2 = lege temperatuer, l = objektlingte.
Tapassing fan waarmteferfier troch gelieding
Wêrom fiele tegels koeler oan as tapyt? Tegels hawwe in gruttere termyske geliedingsfermogen as tapiten. Dêrom binne tegels goede waarmtegeleiders, wylst tapiten minne waarmtegeleiders binne. As wy op in tapyt stappe, streamt waarmte fan ús fuotten nei it tapyt. Dit bart om't ús lichemstemperatuer heger is as de temperatuer fan it tapyt. Tapiten binne minne waarmtegeleiders, dêrom sammelet de waarmte dy't fan ús fuotten streamt him op it oerflak fan it tapyt, wêrtroch it tapyt waarmer wurdt. As wy op tegels of keramyk stappe, streamt waarmte fan ús fuotten nei de tegels of keramyk. Omdat tegels goede waarmtegeleiders binne, wurdt waarmte net fêsthâlden op it oerflak fan 'e tegels. Waarmte streamt soepel, wêrtroch ús fuotten kâld fiele. As jo hûs yn in kâld gebiet leit, moatte jo jo sliepkeamerflier mei tapyt bedekke, sadat jo lichem gjin waarmte ferliest. Omkeard, as jo hûs yn in waarm gebiet leit, moatte jo jo sliepkeamerflier net mei tapyt bedekke, om't jo jo net koel mar waarm fiele 😉
Sliepe op 'e flier sûnder matras kin sykte feroarsaakje. Wêrom? Dit komt om't in grutte hoemannichte waarmte fan jo lichem nei de flier oerdroegen wurdt. Waarmte is enerzjy yn beweging. As jo lichem in protte waarmte ferliest, nimt syn enerzjynivo ôf. As jo in tekoart oan enerzjy hawwe, kinne jo siik wurde!
Wat is de funksje fan finsters en doarren? Wêrom moatte doarren en finsters fan hout makke wurde? Nachts is de lofttemperatuer bûten it hûs leger as de lofttemperatuer yn 'e hûs. Dit ferskil yn lofttemperatuer soarget derfoar dat waarmte fan binnen it hûs nei bûten beweecht. Dêrom slute wy nachts meastentiids de doarren of finsters. Neist it ôfwarjen fan kriminelen, is ien fan 'e funksjes fan finsters of doarren om te foarkommen dat waarmte út it hûs ûntsnapt. Meastentiids binne doarren of finsters makke fan hout. De termyske geliedingsfermogen fan hout is leech genôch dat it as in termyske isolator kin fungearje. In oare funksje fan finsters of doarren is om loft fêst te hâlden. Loft dy't oan 'e binnenkant fan it finster of de doar finzen sit, fungearret as in goede isolator (en blokkearret waarmte om te ûntkommen). De termyske geliedingsfermogen fan loft is tige leech. Hoe leger de termyske geliedingsfermogen fan in objekt, hoe dreger it is foar waarmte om troch gelieding troch dat objekt oer te dragen.
Neist it behâlden fan ús status as beskaafde en normale minsken 🙂, tsjinnet klean ek om in stabile lichemstemperatuer te behâlden. De klean dy't wy drage binne meastentiids oanpast oan 'e lofttemperatuer. As de lofttemperatuer frij leech is, binne de klean dy't wy drage dikker. Tekkens of dikke klean (jassen, ensfh.) foarkomme dat loft soepel beweecht. Loft wurdt finzen tusken de hûd en de jas of tekkens. Omdat der in temperatuerferskil is tusken ús lichem en de finzen loft, beweecht waarmte fan it lichem nei de loft. De ekstra waarmte fan it lichem feroarsaket dat de temperatuer fan 'e finzen loft tanimt (de loft wurdt waarmer). Sjoch nei de tabel foar termyske gelieding hjirboppe. De wearde fan termyske gelieding fan loft is tige lyts. Dêrom kin waarmte net út it lichem ûntkomme. Us lichemstemperatuer bliuwt stabyl. As wy gjin jas drage as de loft frij kâld is, ûntkomt waarmte út ús lichem. Hoe mear waarmte der út it lichem ûntkomt, hoe mear enerzjy it lichem ferliest.
Foarbyld fan problemen
1. 2011/2012 Nasjonaal Eksamenfraach A81 nr. 10
Let op de folgjende útspraak!
(1) Metaalgelieding
(2) It temperatuerferskil tusken de metalen einen
(3) Lingte fan metaal
(4) Metaalmassa
De faktoaren dy't de taryf fan waarmtefersprieding yn metaal bepale binne ...
A. (1), (2) en (3)
B. (1) en (4)
C. (2) en (4)
D. (3) en (4)
Allinnich E. (4)
Diskusje
Op basis fan 'e formule foar de waarmteferfiersnelheid troch gelieding, binne de faktoaren dy't de waarmteferfiersnelheid bepale de geliedingsfermogen fan it metaal (k), it temperatuerferskil tusken de úteinen fan it metaal (T) en de lingte fan it metaal (l). De massa fan it metaal hat gjin effekt.
It goede antwurd is A.
