Inloggen

Warmtegeleidingscoefficient

Wanneer de temperatuur aan twee kanten van een vaste stof verschilt zal er binnen het voorwerp warmtetransport door geleiding plaatsvinden. De hoeveelheid energie die per seconde getransporteerd wordt hangt af van het oppervlakte van het voorwerp, de dikte van het voorwerp, de grootte van het temperatuurverschil tussen beide kanten en de warmtegeleidings-coefficiënt van het materiaal. Materialen met een hoge warmtegeleidings-coefficiënt geleiden warmte beter dan materialen met een lage warmtegeleidings-coefficiënt.



Voor het afspelen van de videoles 'Warmtegeleidingscoefficient' moet je ingelogd zijn
Nieuwsgierig? Kijk een demoles:
Voorvoegsels / Harmonische trilling / ElektronVolt

Voorkennis

Warmtetransport

Formules

 
Warmtestroom P = λ·A·ΔT/d P = warmtestroom (J/s)
λ = warmtegeleidingscoëfficient (J/(K·m))
A = oppervlakte (m2)
ΔT = temperatuurverschil (K)
d = dikte (m)

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Warmtegeleidingscoefficient" hoort bij:

HAVO:       Centraal examen (CE)
VWO: : Schoolexamen (SE)

(In het oude examenprogramma: HAVO:geen examenstof VWO:geen examenstof)

Test jezelf - "Warmtegeleidingscoefficient"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Welke van onderstaande stoffen heeft de laagste warmtegeleidings-coefficient?

Tussen twee kamer met een temperatuurverschil 5,0 0C staat een 3,0 cm dikke gipswand van 11 m2. Hoe groot is het vermogen wat wordt overgedragen?

Als wand uit de vorige vraag dikker zou zijn, zou het overgedragen vermogen … zijn.

glaswol
gips
spaanplaat (hout)
1,3·102 W
2,3·102 W
3,3·102 W
kleiner
groter
gelijk


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel warmte & temperatuur vind je in:
FotonStoffenWarmteHAVO.pdf
FotonMaterieMoleculenVWO.pdf

Examenopgaven

Recente examenopgaven waarin "Warmtegeleidingscoefficient" een rol speelt (havo/vwo):
Aerogel (h), BritNed (h),

Vraag over "Warmtegeleidingscoefficient"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Warmtegeleidingscoefficient

Op donderdag 22 jun 2017 om 16:51 is de volgende vraag gesteld
Hoi, Deze vraag heeft niet echt perse wat met het warmtegeleigdingscoefficient te maken, maar er was een vraag die ik niet snapte:
Bij maximaal uitademen blijft er altijd 1 tot 1,5 liter in onze longen. Er kan max 6,0 L in max zijn longen en zijn hoeveel hij max kan uitademen is 4,5 L.

Bereken de maximale luchtdruk die hij zou kunnen halen als hij zijn longen tot de minimale inhoud zou kunnen samenpersen zonder uit te ademen.

het antwoord is: 6-4,5=1,5 L
Dat is 4x zo klein, dan wordt de druk 4x zo groot. In formule p1 x v1 = p2 x v2
1x 6 = p2 x 1,5. p2 = 4 bar.

Ik snap niet waarom je 1 keer 6 doet. Waarom is de druk 1 in situatie 1 ?

Erik van Munster reageerde op donderdag 22 jun 2017 om 17:22
Vanwege de formule die je opschrijft:

p1 = de standaardluchtdruk
p2 = is de samengeperste druk
V1 = het volume van volle ontspannen longen
V2 = het volume van samengedrukt longen

In dit geval is p1 de standaarddruk (1 bar), V1 6 liter, en V2 1,5 liter. Invullen geeft

1 * 6 = p2 * 1,5

en je komt op p2 = 1*6 / 1,5 = 4 bar.

Op donderdag 22 jun 2017 om 17:25 is de volgende reactie gegeven
is de standaarddruk altijd 1 bar? Dat wist ik niet haha

Erik van Munster reageerde op donderdag 22 jun 2017 om 17:27
Ja, staat in BINAS tabel 7: Standaarddruk is 1,0*10^5 Pa en dit is gelijk aan 1 bar.


Sanjaya Uthayakumar vroeg op donderdag 19 jan 2017 om 09:04
Goedemorgen!
Ik heb een aantal vragen met betrekking tot de kubieke uitzettingscoëfficiënt
- Waarom is voor vaste stoffen y= 3 * alfa logisch?
- is de orde van grootte van y voor vloeistoffen vergelijkbaar met die van vaste stoffen? Waardoor komt dat?
- Hoe zit het met de y voor de gassen? Is die dan altijd 0.00367?

Erik van Munster reageerde op donderdag 19 jan 2017 om 16:09
Dag Sanjaya,
Over de eerste vraag:
Een voorbeeld: Een kubus is 10*10*10 cm en wordt in alle drie de richtingen 1% groter. Het volume veranderd dan van 10x10x10 = 1000 cm3 naar 10,1 * 10,1 * 10,1 = 1030 cm^3. Het volume neemt dan dus toe met 3%. Vandaar y=3*alfa omdat de lengte van een voorwerp in drie dimensies toeneemt.

Tweede vraag:
In zowel een vloeistof als een vast stof zitten de moleculen dicht op elkaar en raken elkaar aan. Als ze vanwege een hogere temperatuur iets verder van elkaar komen te zitten zet de stof in beide gevallen iets uit.

Derde vraag:
Nee, het volume van een gas hangt namelijk niet alleen van de temperatuur af maar ook van de druk en het aantal mol gas en dit kan van situatie tot situatie heel erg verschillen. Hierbij geldt de 'algemene gaswet' (zie ook de videoles hierover bij Gassen&Druk)


Maaike Fasel vroeg op vrijdag 8 apr 2016 om 08:39
Hoi Erik,
Bij tabel 28D staat Wm-2K-1, moet je de eenheid dan nog omrekenen? Want ik begrijp niet waar die -2 voor staat

Erik van Munster reageerde op vrijdag 8 apr 2016 om 17:21
Dag Maaike,

x tot de macht -2 betekent "1 gedeeld door x in het kwadraat".

De eenheid die in tabel 28D staat moet je dus lezen als "Watt per vierkante meter per Kelvin".

Als de eenheden van de andere gegevens die je hebt in al in Watt en vierkante meters staan hoef je niks om te rekenen.

Als bijvoorbeeld het oppervlak in vierkante cm hebt zul je dit eerst moeten omrekenen naar vierkante meters.

Met de eenheid zoals die in BINAS staat hoef je op zich niks te doen dus.


Op dinsdag 1 mrt 2016 om 18:26 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
inderdaad, bij de 6de editie van binas staat in tabel 10A dat het warmtegeleidingscoefficient van gips 1,3 W/mK is. Maar in tabel 28E staat dat het 0,18 W/mK is. Hoe weet je nu welke tabel je moet gebruiken? want ze geven allebei een ander antwoord

Erik van Munster reageerde op dinsdag 1 mrt 2016 om 20:03
Tabel 10 gaat over de gegevens van een stof zelf. Gips (calciumsulfaat) heeft als zuivere stof een warmtegeleidingscoefficient van 1,3 W/mK.

Tabel 28E gaat over materialen zoals ze in de bouw worden toegepast. Gipsplaten worden hier gebruikt bij het bouwen van binnenmuren. Dit is geen zuiver gips maar gips verstevigd met vezels e.d. Vandaar dat de warmtegeleidingscoefficient ook anders is dan die van zuiver gips (0,18 W/mK).

Inderdaad wel een beetje verwarrend en er staat ook niks in BINAS aangegeven over dit verschil. In tabel 28E had beter kunnen staan 'gipsplaat'i.p.v. gips.

Uit de opgave is meestal wel duidelijk welke van de twee je moet hebben maar ik zou er bij je antwoord voor de zekerheid wel altijd even bij schrijven uit welke tabel in BINAS je de gegevens hebt.


Ineke Vos vroeg op woensdag 11 mrt 2015 om 17:23
Beste Erik,

In Binas 6 e druk staan bij 10 a ook warmte coefficienten
Daarboven staat T=293 K
Voor gips geven ze daar 1,3
Is dat dan alleen bij 293 K ?

Gr
Ineke

Erik van Munster reageerde op woensdag 11 mrt 2015 om 17:42
Dag Ineke,

De waarde van 1,3 is gemeten bij 293 K (kamertemperatuur) vandaar dat dat erbij staat. Bij een andere temperatuur zal het een heel klein beetje schelen. Dit verschil is zo klein dat het afgerond nog steeds 1.3 blijft. Ook voor andere temperaturen kun je rustig 1,3 gebruiken.

(tenzij het zo heet wordt dat het gips smelt of zo)


Op zondag 12 okt 2014 om 14:45 is de volgende vraag gesteld
Beste erik,

Ik kan nergens in het binas vinden dat bij gips een warmtegeleidingscoeffecient van 0,18 W mK hoort? Ik heb 1,3 W mK alleen gevonden.

Mvg

Erik van Munster reageerde op zondag 12 okt 2014 om 15:12
BINAS 6e editie, tabel 28E. In de linkerkolom op de onderste regel staat gips: 0,18 W/mK.

Misschien komt het omdat je een andere editie van BINAS hebt? In de 5e editie staat het niet in tabel 28E maar in tabel 28D.


Janneke Borgdorff vroeg op zondag 27 jul 2014 om 14:02
Hoi Erik,

In dit filmpje vul je in de formule 5 Kelvin in als delta T, maar het verschil is toch 5 graden celsius? Moet dat niet eerst omgerekend worden naar Kelvin voordat het in de formule ingevuld mag worden of heb ik het verkeerd begrepen?

Alvast bedankt,

Janneke.

Erik van Munster reageerde op zondag 27 jul 2014 om 16:06
Dag Janneke,

De temperatuur aan de ene kant is 20 graden Celsius. Dit is omgerekend 20+273 = 293 Kelvin. De temperatuur aan de andere kant is 15 graden Celsius. Dit is omgerekend 15+273 = 288 Kelvin.

Het verschil in temperatuur is dan 293-288 = 5 Kelvin. Dit is hetzelfde als het temperatuurverschil in graden Celsius.

Kortom: Als het om een VERSCHIL in temperatuur gaat, maakt het niet uit of je in Kelvin of graden Celsius werkt.