Warmte: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k Wijzigingen door 84.107.201.252 (Overleg) hersteld tot de laatste versie door Magere Hein |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 1:
{{Zie artikel|Voor het gelijknamige hoorspel, zie [[Warmte (hoorspel)]].}}
{{woordenboek}}
In de [[natuurkunde]] is '''warmte''', veel aangeduid met het symbool ''Q'', een vorm van energie''uitwisseling'' tussen systemen die onderling niet in [[thermisch evenwicht]] zijn (ofwel verschillende temperatuur hebben wanneer de temperatuur voor de systemen gedefinieerd is, dit is het geval wanneer de systemen in intern thermisch evenwicht zijn). Deze uitwisseling kan in principe op drie verschillende manieren plaatsvinden: [[Thermische geleidbaarheid|geleiding]], [[straling]] en [[convectie]]; dus NIET door het verrichten van arbeid. Warmte wordt in [[SI]]-eenheden uitgedrukt in [[joule]] (J). Deze kan volgens de [[Eerste wet van de thermodynamica]] ten goede komen aan zowel de [[inwendige energie]] ''U'' van het ontvangende systeem als aan de door dat systeem verrichte [[Arbeid (natuurkunde)|arbeid]] ''W'' op de omgeving van dat systeem. Inwendige energie kan onderverdeeld worden in
Warmte is evenals arbeid géén [[toestandsfunctie]] van het systeem zoals inwendige energie, druk, temperatuur, energie of volume dat wel zijn. Hoe toegevoerde warmte wordt verdeeld over ''U''<sub>th</sub>, ''U''<sub>p</sub> en ''W'' (allen uitgedrukt in [[joule]]) en hoe de toestandsvariabelen volume, temperatuur en druk veranderen hangt geheel af van de aard van het ontvangende systeem en de daaraan opgelegde randvoorwaarden. Bij gassen zal de rol van ''U''<sub>p</sub> vaak vrijwel verwaarloosbaar zijn, bij vaste stoffen niet. Bij vaste stoffen en vloeistoffen zal bijna altijd de uitwendige arbeid ''W'' ten gevolge van volumeverandering verwaarloosbaar zijn.
Naast de warmte bestaat een nauw daarmee verbonden, maar essentieel verschillend begrip: '''gereduceerde warmte'''. Dit is voor omkeerbare processen wél een toestandsfunctie, die een cruciale rol speelt in de formulering van de [[tweede wet van de thermodynamica]].
Voor isotherme processen is de gereduceerde warmte gelijk aan <math>\frac{Q}{T}</math>.<br>
Voor andere processen is het
:<math>\int \frac{dQ(T)}{T}</math>.
Regel 13:
==Verkeerd dagelijks taalgebruik==
Ook het dagelijks taalgebruik hanteert het natuurkundig feitelijk onjuiste uitgangspunt als was warmte een eigenschap van een systeem. Een eerste voorbeeld. "Wat is het warm in de kamer" zou eigenlijk moeten zijn "wat is de temperatuur hoog in de kamer". Die temperatuur is een maat voor de thermische energie van de kamerlucht die is verkregen door opname van warmte door die lucht in de kamer van de hetere kachel (die een hogere temperatuur heeft).
Een tweede voorbeeld. Een voorwerp dat door wrijving met de grond tot stilstand komt, zet zijn kinetische energie niet om in warmte (er is immers geen temperatuursverschil tussen voorwerp en grond) maar in thermische energie zowel in de grond als het voorwerp. Beide krijgen lokaal een hogere temperatuur, doordat de moleculen van grond en voorwerp de kinetische energie opnemen en omzetten in thermische energie waardoor ze sneller trillen (foutief is: beiden worden warmer). Hieraan verwant is het "warmlopen van de remmen of banden". Kinetische energie wordt omgezet in een
== Laagwaardige energievorm ==
Regel 21:
Bij niet-isotherme processen verandert niet alleen de temperatuur, maar ook minstens een andere grootheid, zoals volume en druk. Van bijvoorbeeld een drukpan kan het volume niet veranderen, dus veranderen alleen temperatuur en druk. Bij een luchtballon zullen bij toevoer van warmte zowel temperatuur, druk en volume toenemen. In een vat dat wordt afgesloten door een wrijvingloze zuiger nemen alleen de temperatuur en het volume toe. Bij temperatuurverhogingen wordt de energietoevoer (meestal in de vorm van warmte) opgenomen door (een deel van) een voorwerp waarvan de atomaire of moleculaire deeltjes sneller bewegen in ''willekeurige'' richtingen: de [[kinetische energie]] van de deeltjes neemt toe.
Warmte wordt wel gezien als een laagwaardige vorm van energie, omdat allerlei vormen van energie, automatisch - dus als men niets speciaals doet, en lang genoeg wacht - overgaan in warmte, terwijl volgens de [[tweede wet van de thermodynamica]] warmte in een [[irreversibel proces]] niet volledig kan worden omgezet in een andere vorm. Bij omzetting van energie naar een andere vorm dan warmte treedt altijd enig "verlies" op, omdat een deel van de energie in thermische energie wordt omgezet en niet "nuttig" kan worden gebruikt. Er is wel [[behoud van energie]], maar maar dat zegt niets over het praktische nut van de verschillende vormen van de omgezette energie. Zo wordt bij de omzetting van elektrische energie naar licht in een gloeilamp slechts zo'n 5% omgezet in licht, terwijl de overige 95% omgezet wordt in warmte. Spaarlampen en LED-verlichting hebben een hoger [[rendement (energie)|rendement]].
==Warmte-temperatuur==
| |||