Joseph Fourier (1772 – 1837)
Ik ben een beroemd wiskundige. Ik leefde in de tijd van Napoleon.
Naast mijn werk in de wiskunde hield ik me ook bezig met natuurkunde. Ik was erg geïnteresseerd in hoe warmte wordt doorgegeven en kon m.b.v. wiskunde eenvoudig beschrijven hoe warmte geleidt.
Daarnaast maakte ik nog een andere ontdekking. Ik rekende uit dat de aarde eigenlijk kouder zou moeten zijn dan ze is. Als verklaring suggereerde ik dat de atmosfeer van de aarde warmte vasthoudt. Hiermee was ik de eerste die het broeikaseffect beschreef.
In dit hoofdstuk leer je meer over warmtetransport en isolatie.
Wat ga je leren?
Leerdoelen
Aan het eind van de opdracht kun je:
aangeven dat er drie manieren van warmtetransport zijn (geleiding, stroming en straling).
in voorbeelden van isolatie aangeven welke manier van warmtetransport (geleiding, stroming en straling) wordt verhinderd.
Wat ga je doen?
Activiteiten
Aan de slag
Activiteit
Waarnemen
Je doet mee aan een 'isolatiebekerwedstrijd' en bekijkt de resultaten.
Verklaren
Je verklaart de werking van een isolatiebeker.
Theorie
Je bestudeert de theorie over warmtetransport; je leert over geleiding, stroming en straling.
Verwerken
Je beantwoordt de verwerkingsvragen.
Terugkijken
Je kijkt terug op de opdracht.
Tijd
Voor deze opdracht staat ongeveer 4 uur.
Aan de slag
Stap 1: Waarnemen
Isolatiebekerwedstrijd
Ontwerp een isolatiebeker waar een bekerglas met heet water in geplaatst kan worden.
De winnaar is diegene wiens beker het langst warm blijft.
Je doet mee aan de isolatiebekerwedstrijd.
In tweetallen ontwerp je een isolatiebeker die zo goed mogelijk isoleert.
Je doorloopt hierbij de ontwerpcyclus.
Het reglement van de isolatiebekerwedstrijd
In de isolatiebeker moet een bekerglas van 100 ml geplaatst kunnen worden.
De isolatiebeker moet zonder hulpmiddelen kunnen staan.
De totale massa van de isolatiebeker mag leeg maximaal 500 gram bedragen.
In de isolatiebeker moet een thermometer geplaatst kunnen worden om de temperatuur van de vloeistof in het bekerglas te meten.
Alle materialen van de isolatiebeker zijn aan het begin van de wedstrijd op kamertemperatuur.
De isolatiebeker waarin 100 ml water er het langst over doet om van 70,0 C naar 55,0 oC te zakken heeft de isolatiebekerwedstrijd gewonnen.
Bekijk hier hoe je wordt beoordeeld
Je wordt als volgt beoordeeld:
Goed
Voldoende
Beginner
Formaat
In de isolatiebeker past gemakkelijk een bekerglas van 100 ml
In de isolatiebeker past met wat geduw en getrek een bekerglas van 100 ml
In de isolatiebeker past geen bekerglas van 100 ml
Zelfstandig staan
De isolatiebeker staat stevig
De isolatiebeker staat onstabiel
De isolatiebeker kan niet staan
Gewicht
De isolatiebeker weegt 450 gram of minder
De isolatiebeker weegt tussen de 450 en 500 gram
De isolatiebeker weegt meer dan 500 gram
Thermometer
In de isolatiebeker kan met gemak een thermometer geplaatst worden
In de isolatiebeker kan met moeite een thermometer geplaats worden
In de isolatiebeker kan geen thermometer geplaatst worden
Isolatie
De isolatiebeker isoleert fantastisch
De isolatiebeker isoleert voldoende
De isolatiebeker isoleert nauwelijks
Lever een foto van je ontwerp in bij je docent.
Stap 2: Verklaren
Stap 3: Theorie
Warmte verplaatst zich van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur.
Warmte kan zich op drie manieren verplaatsen:
door geleiding;
door stroming;
door straling.
Bij warmtetransport door geleiding verplaatst de warmte zich door de stof heen.
Metalen zijn goede warmtegeleiders. Een stof die de warmte niet goed geleid, noem je een isolator. Plastic en hout zijn voorbeelden van isolatoren.
Bij warmtetransport door stroming wordt de warmte meegenomen en verplaatst door de stroming van een vloeistof of een gas.
Warmtestroming door een vloeistof zie je bijvoorbeeld bij de centrale verwarming van een woning. In de cv-ketel wordt het water verwarmd. Het water neemt de warmte mee naar de radiatoren. De radiatoren geven de warmte af aan de omgeving.
Warmtestroming door een gas zie je bijvoorbeeld bij de wind. De wind voert bijvoorbeeld vanuit het zuiden warme lucht aan.
Als een voorwerp warmer is dan zijn omgeving, dan zendt het straling uit. Het bijzondere aan straling is dat er geen medium zoals vaste stof of vloeistof of gas nodig is om de warmte te transporteren. Straling kan ook door vacuüm zoals de ruimte. En dat is maar goed ook, want zo kan de zon de aarde verwarmen.
Soms wil je warmtetransport juist tegengaan. Bijvoorbeeld om te voorkomen dat een woning afkoelt in de winter. Dit gebeurt door middel van isolatie. Met isolatie wordt warmtetransport (geleiding, stroming en straling) verhinderd.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Het arrangement Warmtetransport vmbo234 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor NaSk voor vmbo leerjaar2/ 3/4. Dit is thema ’Verbranding en energie'. Het onderwerp van deze les is: warmtetransport.
Je leert aangeven dat er drie manieren van warmtetransport zijn (geleiding, stroming en straling), in voorbeelden van isolatie aangeven welke manier van warmtetransport (geleiding, stroming en straling) wordt verhinderd.
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor NaSk voor vmbo leerjaar2/ 3/4. Dit is thema ’Verbranding en energie'. Het onderwerp van deze les is: warmtetransport.
Je leert aangeven dat er drie manieren van warmtetransport zijn (geleiding, stroming en straling), in voorbeelden van isolatie aangeven welke manier van warmtetransport (geleiding, stroming en straling) wordt verhinderd.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Warmtetransport
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Joseph Fourier (1772 – 1837)
Leerdoelen
Isolatiebekerwedstrijd
Warmte verplaatst zich van een plaats met een hogere temperatuur naar een plaats met een lagere temperatuur.
