Praat over het onderwerp warmte het kan bij sommige mensen nog steeds voor verwarring zorgen. In de thermologie is warmte gekoppeld aan de overdracht van thermische energie van een lichaam met een hogere temperatuur naar een lichaam met een lagere temperatuur, dat wil zeggen, warmte is energie die onderweg is. Laten we voor een betere assimilatie naar het volgende voorbeeld gaan:
Stel je voor dat in een geïsoleerd systeem (bijvoorbeeld in een piepschuimdoos) twee objecten werden geplaatst. Object A, bij een temperatuur van 200°C; en object B, bij een temperatuur van 20°C. Volgens de nulwet van de thermodynamica neemt de temperatuur van object A in de loop van de tijd af terwijl dat de temperatuur van object B toeneemt, totdat beide dezelfde temperatuur bereiken en in evenwicht blijven thermisch. De energie die van object A naar object B is overgebracht, wordt warmte of thermische energie genoemd.
Mindmap: warmte
*Om de mindmap in PDF te downloaden, Klik hier!
Warmteoverdracht
Om warmte uit te wisselen, moet het van de ene regio naar de andere worden overgebracht via het lichaam zelf, of van het ene lichaam naar het andere. Er zijn drie warmteoverdrachtsprocessen bestudeerd in de thermologie, dit zijn: geleiding, convectie en bestraling. Bestraling is de voortplanting van elektromagnetische golven die geen medium nodig hebben om zich voort te planten, terwijl dat geleiding en convectie overdrachtsprocessen zijn waarvoor een materieel medium nodig is om propageren.
Het rijden
Wanneer twee lichamen met verschillende temperaturen met elkaar in contact worden gebracht, brengen de moleculen van het warmere lichaam, in botsing met de moleculen van het koudere lichaam, energie over naar het koudere lichaam. Dit warmtegeleidingsproces wordt geleiding genoemd. In het geval van metalen is er naast de overdracht van energie van atoom naar atoom de overdracht van energie door vrije elektronen, dat wil zeggen dat het de elektronen zijn die meer weg van de kern en die zwakker zijn gebonden aan de kernen, dus deze elektronen, die met elkaar en met atomen in botsing komen, dragen behoorlijk wat energie over gemak. Om deze reden geleidt metaal warmte efficiënter dan andere materialen.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Convectie
Net als metaal zijn vloeistoffen en gassen goede warmtegeleiders. Ze dragen de warmte echter op een andere manier over. Deze vorm heet convectie. Dit is een proces dat bestaat uit bewegende delen van de vloeistof in de vloeistof zelf. Laten we bijvoorbeeld een vat beschouwen dat water bevat met een begintemperatuur van 4°C. We weten dat water boven de 4ºC uitzet, dus als we dit vat boven een vlam plaatsen, wordt het deel van onder het water zal uitzetten, waardoor de dichtheid afneemt, en dus, volgens het principe van Archimedes, zal opstaan. Het koudste en dichtste deel zal dalen en dan de convectiestromen vormen. Als voorbeeld van convectie hebben we de koelkast, met bovenop de vriezer. De koude lucht wordt dichter en gaat naar beneden, de lucht eronder, warmer, gaat omhoog.
Bestraling
We kunnen zeggen dat thermische bestraling het belangrijkste proces is, want zonder dit zou het leven op aarde praktisch onmogelijk zijn. Het is door straling dat de warmte die vrijkomt door de zon de aarde bereikt. Een andere belangrijke factor is dat alle lichamen straling uitzenden, dat wil zeggen, ze zenden golven uit elektromagnetisch, waarvan de kenmerken en intensiteit afhangen van het materiaal waaruit het lichaam is gemaakt en van je temperatuur. Daarom wordt het proces van het uitzenden van elektromagnetische golven bestraling genoemd. De thermoskan is een goed voorbeeld van thermische bestraling. Het binnenste deel is een glazen fles met dubbele wanden, met bijna een vacuüm ertussen. Dit maakt het moeilijk om warmte door geleiding over te brengen. De binnen- en buitenkant van de fles zijn gespiegeld om overdracht van stralingswarmte te voorkomen.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
*Mindmap door Rafael Helerbrock
Master in de natuurkunde
