warmtegeleiding

joppekop

2 vragen:

zijn de metalen: messing, roestvrijstaal, ijzer en aluminium even vast bij kamertemperatuur? of is de een net wat vloeibaarder dan de ander

als je 2 staven van bepaalde metalen hebt, 1 met een lage dichtheid en 1 met een hoge dichtheid, je verwarmd beide staven op 1 bepaald punt met een brander. zal de staaf met de lage dichtheid op dat ene punt sneller warm worden dan de staaf met de hoge dichtheid? (de vlam van de brander is bij beide gevallen gewoon dezelfde temperatuur)

alvast bedankt.

Roy8888

Hallo Joppekop,

Je eerste vraag vind ik een beetje vaag.. Bij kamer temperatuur zijn al deze metalen gewoon in een vaste toestand.

Wat betreft je tweede vraag het volgende:

Als je twee metalen staven opwarmt spreek je in eerste instantie over temperatuurvereffening van het metaal. De temperatuurvereffeningscoefficient (a) geeft aan hoe ''snel'' een materiaal opwarmt. Als je een metaal opwarmt is de warmtestroom namelijk instationair (niet constant in de tijd). Wanneer de warmtestroom in het metaal stationair is, dan spreek je over warmtegeleiding.

De temperatuurvereffenings coefficient van een stof bereken je als volgt:

a = λ / (Cp * ρ)

λ = warmtegeleidingcoefficient

Cp = soortelijke warmte van het materiaal

ρ = dichtheid van het materiaal

a = temperatuurvereffenings coefficient

Hoe hoger a is, des te sneller warmt het materiaal op. En omdat de dichtheid onder de breukstreep staat, geldt dus dat hoe hoger de dichtheid van een materiaal is, des te langer duurt het voordat het materiaal opwarmt.

physicalattraction

Let wel op dat bij beide metalen ook Cp kan verschillen, dus dat je zonder aanvullende informatie niet zeker kunt weten welk metaal eerder opwarmt.

kwasie

Ik denk dat jij met de eerste vraag bedoeld of er in de vaste fase onderscheid kan worden gemaakt.

IJs van -5 graden is gemakkelijker te breken van ijs van -50 graden.

Voor metalen geld wel dat de hardheid afhankelijk is van o.a. de temperatuur.

Messing is zachter dan RVS, maar het is wel beide een vaste stof.

De hardheid is een weerstand tegen doordringbaarheid. En de roosters van een metaal bepalen hierin mee.

En dan is er ook nog brosheid, stugheid, sterkte e.d.

Anton_v_U

IJs van -5 graden is gemakkelijker te breken van ijs van -50 graden.

Vroeg me laatst af of dat zo is. Kennelijk is dat zo. Hoe weet je dat?

Voor het opwarmen van een kg materiaal met lage dichtheid is meer warmte nodig dan voor het opwarmen van een materiaal met hoge dichtheid. Dat komt doordat je per deeltje evenveel energie moet toevoegen (temperatuur hangt af van de energie per deeltje) en een stof met lage dichtheid heeft veel meer deeltjes per eenheid massa. Omdat de afmetingen van een atoom bij lange na niet evenredig zijn met de massa zal dit vermoedelijk ook wel gelden voor het opwarmen van een volume eenheid stof.

Maar dat zegt niet zoveel over warmtegeleiding want dat is zoiets als de energiestroom per temperatuurgradiënt... (oef.... ben ik nog te volgen)

Voor warmtegeleiding werkt het dus ik een beetje anders. Ik kan me voorstellen (en nu gok ik een beetje) dat vrije elektronen extra energie krijgen door warmte en dat zij die energie gemakkelijk kunnen verspreiden door de stof doordat zij bewegen. Dan hangt het af van:

hoe gemakkelijk de vrije elektronen energie uitwisselen met atomen.
hoe beweeglijk die elektronen zijn
hoe veel elektronen er zijn om de energie te transporteren
daarnaast speelt de mate waarin naburige atomen energie uitwisselen een rol

Michel Uphoff

Voor het opwarmen van een kg materiaal met lage dichtheid is meer warmte nodig dan voor het opwarmen van een materiaal met hoge dichtheid.

Dat gaat voor metalen wel enigszins op (ruwweg met een factor 4 variatie), maar voor andere stoffen minder. Met name bij vloeistoffen is water met zijn grote warmtecapaciteit t.o.v. de soortelijke dichtheid een buitenbeentje. Ook de vrijheidsgraden spelen een belangrijke rol, en daarom hebben de vloeistoffen door de grotere vrijheidsgraad meestal een hoge soortelijke warmte tov. de vaste vorm.

kwasie

Anton_v_U schreef: ↑vr 18 okt 2013, 22:07
Vroeg me laatst af of dat zo is. Kennelijk is dat zo. Hoe weet je dat?

Dat leerde de ervaring van strenge winters. Nu moet ik inderdaad wel voorzichtig zijn dat er niet iets in de structuur veranderd waardoor dit effect zich voordoet.

Misschien dat ik een keertje water op -5 en -15 invries om het te testen, maar niet deze week.

En met metalen is het zeker zo dat de temperatuur het kristalrooster beïnvloed, en dat veranderd eigenschappen.

Maar dat maakt en niet meer of minder in de vaste fase.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

warmtegeleiding

warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding

Re: warmtegeleiding