Temperatuur, warmte en soortelijke warmte
In deze les leer je hoe warmte de temperatuur van een stof verandert. Je leert ook werken met kelvin en de soortelijke warmte, wat in het centraal examen vaak terugkomt.
Een stof warmt op als je er warmte aan toevoegt. De temperatuur hangt samen met de beweging van de deeltjes. Hoe sneller de deeltjes bewegen, hoe hoger de temperatuur.
Als je warmte toevoegt, nemen de deeltjes meer bewegingsenergie op. De temperatuur stijgt dan. Hoeveel de temperatuur stijgt, hangt af van de stof, de massa en de hoeveelheid warmte.
De soortelijke warmte c is de warmte die 1 kg van een stof nodig heeft om 1 K warmer te worden. Met Q = c · m · ΔT reken je de warmte uit. Stoffen met een grote c hebben veel warmte nodig voor een kleine temperatuurstijging. Water heeft bijvoorbeeld c = 4,18 · 10³ J/(kg·K).
De temperatuur kun je ook in kelvin geven. Het kelvin begint bij het absolute nulpunt, 0 K. Dat is −273 °C, de laagste temperatuur die er bestaat. Bij het absolute nulpunt hebben de deeltjes geen beweging meer. Een temperatuurverschil van 1 K is even groot als een verschil van 1 °C.
Omrekenen gaat zo:
- van °C naar K: T = t + 273
- van K naar °C: t = T − 273
Onthoud
Warmte toevoegen verhoogt de bewegingsenergie van de deeltjes en daarmee de temperatuur.
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde beweging van de deeltjes.
De soortelijke warmte c geeft aan hoeveel warmte 1 kg van een stof nodig heeft voor 1 K temperatuurstijging.
Bij het absolute nulpunt, 0 K, hebben de deeltjes geen beweging meer.
Een temperatuurverschil is in K en in °C even groot, maar de omrekening van de absolute temperatuur gaat met 273.
Voorbeeld uit een echt examen
ex2
Bij deze vraag moet je berekenen hoe lang de koperen punt van de soldeerbout minstens nodig heeft om op 400 °C te komen.
- 1
Met Q = c · m · ΔT reken je eerst de warmte uit die de koperen punt nodig heeft.
Veelgemaakte fouten
Gebruik de massa altijd in kilogram, dus reken 50 gram om naar 0,050 kg voordat je Q berekent.
Reken met het temperatuurverschil ΔT en tel niet 273 op bij het verschil, want een verschil in kelvin en in graden Celsius is hetzelfde.
Verwar 0 °C niet met het absolute nulpunt, want het absolute nulpunt ligt bij 0 K, dus bij −273 °C.
Snel checken
Een blok koper en een blok water hebben dezelfde massa. Ze krijgen even veel warmte. Welke uitspraak klopt?
Een stof heeft een temperatuur van 27 °C. Wat is deze temperatuur in kelvin?