Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht.

Transcriptie

1

2 Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht.

3 Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht. Warmteoverdracht vindt altijd plaats van de hoge naar de lage temperatuur.

4 Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht. Warmteoverdracht vindt altijd plaats van de hoge naar de lage temperatuur. Die overdracht kan plaatsvinden in 3 vormen:

5 Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht. Warmteoverdracht vindt altijd plaats van de hoge naar de lage temperatuur. Die overdracht kan plaatsvinden in 3 vormen:

6 Indien er bij 2 objecten sprake is van een temperatuurverschil, is er sprake van warmteoverdracht. Warmteoverdracht vindt altijd plaats van de hoge naar de lage temperatuur. Die overdracht kan plaatsvinden in 3 vormen:

7 Je moet zelf kunnen vaststellen om welke vorm van warmteoverdracht het gaat. Van welke warmteoverdracht is er sprak bij de pijltjes in de hierboven staande afbeelding?

8 Je moet zelf kunnen vaststellen om welke vorm van warmteoverdracht het gaat. Van welke warmteoverdracht is er sprak bij de pijltjes in de hierboven staande afbeelding?

9 Conductie Overdracht van warmte door aanraking moleculen. Convectie Overdracht van warmte door verplaatsen moleculen. Radiatie Emissie van elektromagnetische warmtestraling.

10

11 Bijvoorbeeld: Als een temperatuur van een oven zo hoog is dat iedere thermometer zou smelten, kunnen we toch de temperatuur bepalen door het meten van de stralingswarmte.

12 Bijvoorbeeld: Als een temperatuur van een oven zo hoog is dat iedere thermometer zou smelten, kunnen we toch de temperatuur bepalen door het meten van de stralingswarmte. De hoeveelheid stralingswarmte is dan de maat voor de temperatuur.

13 Bijvoorbeeld: Door straling kan ook warmteverlies optreden. Een ongeïsoleerde stoomleiding verliest een deel van de warmte aan de lucht in de omgeving door stralingswarmteverlies.

14 Elk voorwerp met een temperatuur boven het absolute nulpunt zendt elektromagnetische warmtestraling uit (emissie).

15 Elk voorwerp met een temperatuur boven het absolute nulpunt zendt elektromagnetische warmtestraling uit (emissie). De hoeveelheid emissie is afhankelijk van: De temperatuur De kleur De grootte van het oppervlak De ruwheid van het oppervlak

16 Elk voorwerp met een temperatuur boven het absolute nulpunt zendt elektromagnetische warmtestraling uit (emissie). De hoeveelheid emissie is afhankelijk van: De temperatuur De kleur De grootte van het oppervlak De ruwheid van het oppervlak Een voorwerp of lichaam zendt niet alleen straling uit (emissie), maar kan ook stralingswarmte opnemen (absorptie).

17 Zwart lichaam = Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen absorbeert

18 Zwart lichaam = Wit lichaam = Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen absorbeert Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen reflecteert

19 Zwart lichaam = Wit lichaam = Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen absorbeert Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen reflecteert Grijs lichaam = voorwerp dat een deel van de straling absorbeert en een deel reflecteert

20 Zwart lichaam = Wit lichaam = Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen absorbeert Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen reflecteert Grijs lichaam = voorwerp dat een deel van de straling absorbeert en een deel reflecteert In de praktijk absorberen de meeste voorwerpen een deel van de straling en reflecteren ze een deel. Dus meestal is er sprake van een grijs lichaam.

21 Zwart lichaam = Wit lichaam = Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen absorbeert Voorwerp dat alle opvallende warmtestralen reflecteert Grijs lichaam = voorwerp dat een deel van de straling absorbeert en een deel reflecteert In de praktijk absorberen de meeste voorwerpen een deel van de straling en reflecteren ze een deel. Dus meestal is er sprake van een grijs lichaam. Voor de duidelijkheid: Dat we een voorwerp grijs noemen zegt niets over de kleur van het voorwerp!

22 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan.

23 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e.

24 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e. e = uitgezonden energie door een lichaam bij temperatuur T uitgezonden energie door een zwart lichaam bij temperatuur T

25 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e. e = uitgezonden energie door een lichaam bij temperatuur T uitgezonden energie door een zwart lichaam bij temperatuur T Het effect van de temperatuur mag je voor de meeste oppervlakken verwaarlozen, zodat e alleen afhangt van het materiaal van het oppervlak.

26 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e. e = uitgezonden energie door een lichaam bij temperatuur T uitgezonden energie door een zwart lichaam bij temperatuur T Het effect van de temperatuur mag je voor de meeste oppervlakken verwaarlozen, zodat e alleen afhangt van het materiaal van het oppervlak. Hoe groot is de emissiecoëfficiënt van een zwart voorwerp?

27 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e. e = uitgezonden energie door een lichaam bij temperatuur T uitgezonden energie door een zwart lichaam bij temperatuur T Het effect van de temperatuur mag je voor de meeste oppervlakken verwaarlozen, zodat e alleen afhangt van het materiaal van het oppervlak. Hoe groot is de emissiecoëfficiënt van een zwart voorwerp? e =1

28 De emissiecoëfficiënt geeft de hoeveelheid geabsorbeerde (en/of uitgezonden energie) aan. Het symbool voor de emissiecoëfficiënt is e. e = uitgezonden energie door een lichaam bij temperatuur T uitgezonden energie door een zwart lichaam bij temperatuur T Het effect van de temperatuur mag je voor de meeste oppervlakken verwaarlozen, zodat e alleen afhangt van het materiaal van het oppervlak. Je zou ook kunnen zeggen dat de emissiecoëfficiënt aangeeft hoe zwart een grijs lichaam is. 0 < e < 1

29 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Ф = warmtestroom door straling (in Watt) e = emissiecoëfficiënt (0 e 1) ơ = stralingsconstante. In getalwaarde: 5, W/ (m 2 K 4 ) A= oppervlak (in m 2 ) T =absolute temperatuur (K) Let op: De temperatuur moetje in Kelvin noteren!

30 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Ф = warmtestroom door straling (in Watt) e = emissiecoëfficiënt (0 e 1) ơ = stralingsconstante. In getalwaarde: 5, W/ (m 2 K 4 ) A= oppervlak (in m 2 ) T =absolute temperatuur (K) Let op: De temperatuur moetje in Kelvin noteren! Verklaar op basis van de formule dat de stralingswarmte vrijwel volledig bepaald wordt door de temperatuur.

31 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Ф = warmtestroom door straling (in Watt) e = emissiecoëfficiënt (0 e 1) ơ = stralingsconstante. In getalwaarde: 5, W/ (m 2 K 4 ) A= oppervlak (in m 2 ) T =absolute temperatuur (K) Let op: De temperatuur moetje in Kelvin noteren! Verklaar op basis van de formule dat de stralingswarmte vrijwel volledig bepaald wordt door de temperatuur. T 4 bepaalt de hoofdzakelijk de uitkomst van Ф

32 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Stel dat we nu de warmteoverdracht door straling zouden willen berekenen tussen 2 evenwijdige zwarte oppervlakken. Dan zouden we dat heel eenvoudig kunnen doen met behulp van de formule; Ф = ơ A (T 14 - T 24 )

33 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Stel dat we nu de warmteoverdracht door straling zouden willen berekenen tussen 2 evenwijdige zwarte oppervlakken. Dan zouden we dat heel eenvoudig kunnen doen met behulp van de formule; Ф = ơ A (T 14 - T 24 ) Verklaar het verschil tussen de formules

34 De formule voor het berekenen van de hoeveelheid stralingswarmte is: Ф = e ơ A T 4 Stel dat we nu de warmteoverdracht door straling zouden willen berekenen tussen 2 evenwijdige zwarte oppervlakken. Dan zouden we dat heel eenvoudig kunnen doen met behulp van de formule; Ф = ơ A (T 14 - T 24 ) Verklaar het verschil tussen de formules Het zijn zwarte lichamen dus e heeft geen invloed (=1) Alle emissiewarmte wordt geabsorbeerd, dus we kunnen gewoon het verschil in warmte berekenen

35 De formule voor het berekenen van de warmteoverdracht tussen 2 grijze evenwijdige lichamen. Ф = ơ A (T 14 - T 24 ) 1 1 e 1 + e 2-1

36 De formule voor het berekenen van de warmteoverdracht tussen 2 grijze omhullende lichamen is; Ф = e 1 ơ A 1 (T 14 - T 24 ) 1 A A 2 ( ) e 2

37 De formule voor het berekenen van de warmteverlies van een lichaam aan zijn omgeving is; Ф = e ơ A (T 14 - T omg4 )