PO2 - Isolatiematerialen

Welke beker is het beste geïsoleerd?

Onderzoeksvraag

Je onderzoekt de warmtestroom uit een metalen beker bij verschillende manieren van isoleren. De warmtestroom is hoeveel joule er per seconde verdwijnt uit het water in de beker.

Beker 1 wordt in een leeg plastic bakje geplaatst.

Beker 2 wordt in bubbeltjesplastic gewikkeld.

Beker 3 met bubbeltjesplastic plus alufolie.

De bekers worden gevuld met heet water en koelen langzaam af.

Onderzoeksvraag: Hoeveel procent daalt de warmtestroom door isolatie?

Meetopstelling: zie foto

• Drie plastic bakjes
• Drie aluminium bekers
• Bubbeltjes plastic
• Alufolie
• Een thermometer
• Een stopwatch
• Waterkoker

Vraag 1: Bij welke van de drie bakjes verwacht je dat de warmtestroom het kleinst zal zijn? Leg uit.

Vraag 2: Welke vorm van warmtetransport stroming, straling of geleiding wordt kleiner door de isolatie bij beker 2? En bij beker 3?

Stappenplan

Stap 1: Vul de metalen beker met 200 ml kokendheet water.

Stap 2: Meet met een thermometer elke twee minuten de temperatuur.

Stap 3: Noteer de metingen van drie bakjes in de tabel

Stap 4: Verwerk de gegevens in één grafiek.

Metingen

Voer het onderzoek uit, en noteer de metingen en maak een diagram met alle metingen in hetzelfde assenstelsel.

Verwerking Meetresultaten

• Noteer de grootheden en eenheden langs de assen.
• Teken alle meetpunten. Gebruik daarbij verschillende symbolen (zoals ×, + en ●) voor de drie bakjes.
• Teken bij elk bakje een vloeiende lijn door de meetpunten.
• Geef aan welke lijn bij welk bakje hoort.

Warmtestroom bepalen

• Teken bij elke grafiek een raaklijn bij 60 °C.
• Bepaal bij elke raaklijn de steilheid (in °C per minuut).
• Bereken bij elke raaklijn de warmtestroom (in joule per seconde). Bereken daartoe eerst hoeveel warmte er is verdwenen uit het water met de formule Q = c·m·ΔT.

Vragen over isolatieproef

1 - Welke beker isoleert het beste, beker 1,2 of 3?

2 - Leg met behulp van een formule uit waardoor de lijnen in het begin sterker dalen dan aan het einde van de meting.

3 - Bereken hoeveel procent de gemiddelde warmtestroom daalt:

• door alleen het bubbeltjesplastic:
• door het alufolie:
• bubbeltjesplastic plus alufolie samen:

4 - Gebruik deze metingen om een schatting te maken van hoeveel procent je zou kunnen besparen op energie voor verwarming door jullie woning (nog) beter te isoleren.