BW-H5-Warmteleer_deel_1.pdf

# Temperatuur en warmte Dit gedeelte behandelt de fundamentele concepten van temperatuur en warmte, inclusief de relatie tussen beide en de initiële concepten van warmteoverdracht en thermisch evenwicht [2](#page=2) [5](#page=5). ### 1.1 Temperatuur Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes in een stof. Het is een intensieve eigenschap, wat betekent dat het onafhankelijk is van de hoeveelheid materie. Een hogere temperatuur duidt op sneller bewegende deeltjes [3](#page=3). ### 1.2 Warmte Warmte is de **overdracht** van thermische energie van een object met een hogere temperatuur naar een object met een lagere temperatuur. Het is een vorm van energie en wordt gemeten in joule (J). Hoewel nauw verwant aan temperatuur, is warmte een extensieve eigenschap, afhankelijk van de hoeveelheid materie [5](#page=5). #### 1.2.1 Verschil tussen temperatuur en warmte Het cruciale verschil ligt in het feit dat temperatuur een maat is voor de interne toestand van een object (de gemiddelde kinetische energie van zijn deeltjes), terwijl warmte de energie is die tussen objecten wordt overgedragen als gevolg van een temperatuurverschil [3](#page=3) [5](#page=5). > **Tip:** Denk aan een kopje hete koffie en de oceaan. Hoewel de koffie een veel hogere temperatuur heeft, bevat de oceaan, vanwege zijn enorme volume, veel meer totale thermische energie (warmte) dan het kopje koffie [3](#page=3). ### 1.3 Warmteoverdracht Warmte kan op drie manieren worden overgedragen: conductie, convectie en straling [5](#page=5). * **Conductie:** Warmteoverdracht door direct contact van deeltjes. Dit is dominant in vaste stoffen [5](#page=5). * **Convectie:** Warmteoverdracht door de beweging van vloeistoffen of gassen. Warmer, lichter materiaal stijgt op en koeler, zwaarder materiaal zakt [5](#page=5). * **Straling:** Warmteoverdracht door elektromagnetische golven, zoals zonlicht. Dit vereist geen medium [5](#page=5). ### 1.4 Thermisch evenwicht Thermisch evenwicht wordt bereikt wanneer twee objecten die in contact staan, dezelfde temperatuur hebben en er geen netto warmteoverdracht meer plaatsvindt. Op dit punt is de kinetische energie van de deeltjes in beide objecten gemiddeld gelijk [5](#page=5). --- # Temperatuurmeting Temperatuurmeting omvat diverse methoden en instrumenten voor het bepalen van temperatuur, variërend van traditionele thermometers tot geavanceerde warmtebeeldcamera's [7](#page=7). ### 2.1 Vloeistofthermometers Vloeistofthermometers maken gebruik van het principe van thermische uitzetting van een vloeistof [8](#page=8). * **Nadelen**: Ze zijn niet 100% lineair en kunnen te maken krijgen met faseovergangen bij extreme temperaturen [8](#page=8). ### 2.2 Gasthermometers Gasthermometers zijn gebaseerd op de relatie tussen temperatuur en druk bij constant volume, waarbij de volumeverandering constant wordt gehouden en de drukverandering evenredig is met de temperatuurverandering ($\Delta T \sim \Delta p$) [9](#page=9). ### 2.3 Bimetaalthermometers Bimetaalthermometers maken gebruik van twee metalen met verschillende uitzettingscoëfficiënten die aan elkaar zijn bevestigd. Bij temperatuurverandering buigt het bimetaal, wat een mechanische beweging veroorzaakt [10](#page=10) [11](#page=11). * **Voordelen**: Ze zijn eenvoudig, robuust, volledig mechanisch en hebben een breed temperatuurbereik [11](#page=11). * **Nadelen**: Ze zijn niet geschikt voor zeer hoge temperaturen, minder nauwkeurig bij lage temperaturen en vereisen regelmatige kalibratie [11](#page=11). ### 2.4 Weerstandsthermometers Weerstandsthermometers meten temperatuur door de verandering in elektrische weerstand van een materiaal te detecteren. Dit omvat verschillende types, waaronder thermistors (halfgeleiders) zoals PTC (Positive Temperature Coefficient) en NTC (Negative Temperature Coefficient) weerstanden, en Pt100 weerstanden [13](#page=13). * **PTC (Positive Temperature Coefficient)**: De weerstand neemt toe met de temperatuur [13](#page=13). * **NTC (Negative Temperature Coefficient)**: De weerstand neemt af met de temperatuur [13](#page=13). * **Pt100**: Dit is een platina weerstandsthermometer met een weerstand van 100 ohm bij 0 graden Celsius. Pt100 sensoren staan bekend om hun hoge nauwkeurigheid en stabiliteit over een breed temperatuurbereik [14](#page=14) [15](#page=15). ### 2.5 Warmtebeeldcamera's Warmtebeeldcamera's meten de infraroodstraling die door objecten wordt uitgezonden, en zetten deze om in een visueel beeld dat de oppervlaktetemperatuur weergeeft. Dit maakt het mogelijk om temperatuurverschillen op afstand waar te nemen zonder fysiek contact [16](#page=16) [17](#page=17). --- # Thermische uitzetting Thermische uitzetting beschrijft het fenomeen waarbij materialen in volume toenemen bij hogere temperaturen en krimpen bij lagere temperaturen [20](#page=20). ### 3.1 Lineaire uitzetting Lineaire uitzetting verwijst naar de verandering in lengte van een materiaal als gevolg van temperatuurveranderingen. De mate van uitzetting is afhankelijk van de oorspronkelijke lengte, de temperatuurverandering en de materiaalconstante, de lineaire uitzettingscoëfficiënt ($\alpha$) [21](#page=21). De formule voor lineaire uitzetting is: $$ \Delta l = \alpha \cdot l_0 \cdot \Delta T $$ waarbij: - $\Delta l$ de verandering in lengte is. - $\alpha$ de lineaire uitzettingscoëfficiënt is (een materiaalconstante) [21](#page=21). - $l_0$ de oorspronkelijke lengte is. - $\Delta T$ de temperatuurverandering is. **Voorbeeld lineaire uitzetting:** Een stalen onderlaag van een hangbrug is bij 20°C 200 meter lang. De lineaire uitzettingscoëfficiënt voor staal is $12 \cdot 10^{-6} /^\circ C$. Als de uiterste temperaturen -30°C tot +40°C zijn, kunnen we de krimp en uitzetting berekenen [25](#page=25). Voor een temperatuurstijging van 20°C (van 20°C naar 40°C) is de uitzetting: $$ \Delta l = (12 \cdot 10^{-6} /^\circ C) \cdot (200 \text{ m}) \cdot (20^\circ C) = 4,8 \cdot 10^{-2} \text{ m} $$ Voor een temperatuurdaling van 50°C (van 20°C naar -30°C) is de krimp: $$ \Delta l = (12 \cdot 10^{-6} /^\circ C) \cdot (200 \text{ m}) \cdot (-50^\circ C) = -12,0 \cdot 10^{-2} \text{ m} $$ De totale mogelijke lengteverandering, dus de krimp en uitzetting samen, is 16,8 cm [25](#page=25). ### 3.2 Volumetrische uitzetting Volumetrische uitzetting beschrijft de verandering in volume van een materiaal als gevolg van temperatuurveranderingen. De mate van volumetrische uitzetting is afhankelijk van het oorspronkelijke volume, de temperatuurverandering en de materiaalconstante, de kubieke uitzettingscoëfficiënt ($\gamma$) [22](#page=22). De formule voor volumetrische uitzetting is: $$ \Delta V = \gamma \cdot V_0 \cdot \Delta T $$ waarbij: - $\Delta V$ de verandering in volume is. - $\gamma$ de kubieke uitzettingscoëfficiënt is (een materiaalconstante) [22](#page=22). - $V_0$ het oorspronkelijke volume is. - $\Delta T$ de temperatuurverandering is. Voor de meeste materialen geldt dat de kubieke uitzettingscoëfficiënt drie keer de lineaire uitzettingscoëfficiënt is ($\gamma = 3 \cdot \alpha$) [22](#page=22). **Voorbeeld volumetrische uitzetting:** Een auto heeft een stalen gastank van 60,0 liter, volledig gevuld met benzine, beide bij 15,0°C. De kubieke uitzettingscoëfficiënt voor benzine is $950 \cdot 10^{-6} /^\circ C$, en voor staal is deze $35 \cdot 10^{-6} /^\circ C$. We willen weten hoeveel benzine eruit loopt als alles is opgewarmd tot 35,0°C [26](#page=26). De temperatuurverandering ($\Delta T$) is $35,0^\circ C - 15,0^\circ C = 20,0^\circ C$ [26](#page=26). De volumeverandering van de benzine is: $$ \Delta V_{\text{benzine}} = (950 \cdot 10^{-6} /^\circ C) \cdot (60,0 \text{ l}) \cdot (20,0^\circ C) = 1,14 \text{ l} $$ De volumeverandering van de stalen tank is: $$ \Delta V_{\text{staal}} = (35 \cdot 10^{-6} /^\circ C) \cdot (60,0 \text{ l}) \cdot (20,0^\circ C) = 0,042 \text{ l} $$ Het volume aan benzine dat eruit loopt, is het verschil tussen de uitzetting van de benzine en de uitzetting van de tank: $$ \Delta V = \Delta V_{\text{benzine}} - \Delta V_{\text{staal}} = 1,14 \text{ l} - 0,042 \text{ l} = 1,098 \text{ l} $$ Er loopt dus 1,098 liter benzine uit de tank [26](#page=26). > **Tip:** Bij het berekenen van thermische uitzetting is het cruciaal om de juiste uitzettingscoëfficiënten voor de specifieke materialen te gebruiken en om de temperatuurverschillen nauwkeurig te bepalen. Zorg ervoor dat de eenheden consistent zijn in uw berekeningen. --- # Soortelijke warmte en aggregatietoestanden Dit gedeelte behandelt het concept van soortelijke warmte, de berekening van warmteoverdracht en de effecten op aggregatietoestanden, inclusief smelt- en verdampingswarmte, met diverse toepassingsvoorbeelden [27](#page=27). ### 4.1 Soortelijke warmte Soortelijke warmte, ook wel specifieke warmtecapaciteit genoemd, is een materiaaleigenschap die aangeeft hoeveel warmte nodig is om de temperatuur van een eenheid van massa van een stof met één graad Kelvin (of Celsius) te verhogen. De hoeveelheid warmte ($Q$) die nodig is om een stof van massa ($m$) te verwarmen of af te koelen met een temperatuurverandering ($\Delta T$) wordt berekend met de formule [28](#page=28): $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$ [28](#page=28). Hierin is: - $Q$ de hoeveelheid warmte in Joule (J) [28](#page=28). - $c$ de specifieke warmtecapaciteit in Joule per kilogram Kelvin (J/kg·K) [28](#page=28). - $m$ de massa in kilogram (kg) [28](#page=28). - $\Delta T$ de temperatuurverandering in Kelvin (K) of Celsius (°C) [28](#page=28). De waarde van de soortelijke warmte is afhankelijk van de stof. Zo heeft water een hoge soortelijke warmte (ongeveer $4186$ J/kg·K) vergeleken met bijvoorbeeld ijzer ($460$ J/kg·K). Dit betekent dat er meer energie nodig is om water op te warmen dan om dezelfde massa ijzer op te warmen [28](#page=28). De formule kan ook worden herschreven in termen van warmtecapaciteit ($C$), die de totale hoeveelheid warmte is die nodig is om de temperatuur van een voorwerp met één graad te verhogen ($C = c \cdot m$). De formule wordt dan [29](#page=29): $Q = C \cdot \Delta T$ [29](#page=29). Warmte kan worden afgegeven of opgenomen door verschillende processen, waaronder: - Warmte afgegeven aan de omgeving [30](#page=30). - Warmte opgenomen door verhitting [30](#page=30). - Warmte overgedragen op een andere manier [30](#page=30). - Warmte uitgewisseld [30](#page=30). #### 4.1.1 Toepassingsvoorbeeld: Warmtecapaciteit van een thermosfles Een voorbeeld toont de berekening van de warmtecapaciteit van een thermosfles. Hierbij wordt de warmte die afgegeven wordt door het warme water gelijk gesteld aan de warmte die opgenomen wordt door de thermosfles en het koude water [31](#page=31). Gegeven: - Volume koud water: $300$ ml - Initiële temperatuur koud water: $20$ °C - Volume warm water: $250$ ml - Initiële temperatuur warm water: $90.0$ °C - Evenwichtstemperatuur: $50$ °C - Soortelijke warmte van water ($c_{water}$): $4,18 \times 10^3$ J/kg·K - Dichtheid van water: $1$ kg/L Eerst wordt de massa van het water bepaald, uitgaande van $1$ kg/L: - Massa koud water ($m_{koud}$): $0,300$ kg - Massa warm water ($m_{warm}$): $0,250$ kg De temperatuurverandering voor het warme water is $\Delta T_{warm} = 90.0 - 50 = 40$ °C [31](#page=31). De temperatuurverandering voor het koude water is $\Delta T_{koud} = 50 - 20 = 30$ °C [31](#page=31). Warmte afgegeven door warm water: $Q_{warm} = c_{water} \cdot m_{warm} \cdot \Delta T_{warm}$ $Q_{warm} = 4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,250 \text{ kg} \cdot 40 \text{ °C} = 4180$ J [31](#page=31). Warmte opgenomen door koud water: $Q_{koud} = c_{water} \cdot m_{koud} \cdot \Delta T_{koud}$ $Q_{koud} = 4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,300 \text{ kg} \cdot 30 \text{ °C} = 3762$ J [31](#page=31). De warmte die door de thermosfles is opgenomen ($Q_{thermos}$) is het verschil: $Q_{thermos} = Q_{warm} - Q_{koud}$ $Q_{thermos} = 4180 \text{ J} - 3762 \text{ J} = 418$ J [31](#page=31). De warmtecapaciteit van de thermosfles ($C_{thermos}$) wordt berekend met de temperatuurverandering van de thermosfles, die gelijk is aan de temperatuurverandering van het koude water ($30$ °C): $C_{thermos} = \frac{Q_{thermos}}{\Delta T_{koud}}$ $C_{thermos} = \frac{418 \text{ J}}{30 \text{ °C}} = 13.93$ J/K [31](#page=31). ### 4.2 Aggregatietoestanden en faseovergangen Naast het veranderen van temperatuur, kan warmte ook gebruikt worden om de aggregatietoestand van een stof te veranderen, zoals smelten of verdampen [32](#page=32). > **Tip:** Tijdens een faseovergang blijft de temperatuur van de stof constant, zelfs als er warmte wordt toegevoegd of afgevoerd. #### 4.2.1 Latente warmte De warmte die nodig is voor een faseovergang wordt latente warmte genoemd [33](#page=33). - **Latente smeltwarmte ($L_s$)**: De hoeveelheid warmte die nodig is om een eenheid van massa van een stof te smelten (van vaste naar vloeibare fase) bij constante temperatuur. De formule is [33](#page=33): $Q = L_s \cdot m$ [33](#page=33). - **Latente verdampingswarmte ($L_v$)**: De hoeveelheid warmte die nodig is om een eenheid van massa van een stof te verdampen (van vloeibare naar gasvormige fase) bij constante temperatuur. De formule is [33](#page=33): $Q = L_v \cdot m$ [33](#page=33). #### 4.2.2 Toepassingsvoorbeeld: Vergelijking van brandwonden door water en stoom Dit voorbeeld vergelijkt de hoeveelheid warmte die afgegeven wordt door kokend water en stoom [34](#page=34). Gegeven: - Massa: $100$ g ($0,1$ kg) - Kokend water: $100$ °C - Stoom: $100$ °C - Lichaamstemperatuur: $37$ °C - Soortelijke warmte van water ($c_{water}$): $4,18 \times 10^3$ J/kg·K - Latente verdampingswarmte van water ($L_{water\ vap}$): $2257 \times 10^3$ J/kg **Warmte afgegeven door kokend water:** Dit betreft alleen de warmte die het water afgeeft tijdens het afkoelen van $100$ °C naar $37$ °C. $\Delta T_{water} = 100 - 37 = 63$ °C $Q_{water} = c_{water} \cdot m_{water} \cdot \Delta T_{water}$ $Q_{water} = 4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,1 \text{ kg} \cdot 63 \text{ °C} = 26334$ J **Warmte afgegeven door stoom:** Dit omvat twee stappen: eerst de condensatie van stoom naar water, en daarna de afkoeling van dit water tot lichaamstemperatuur. 1. Warmte afgegeven bij condensatie: $Q_{condensatie} = L_{water\ vap} \cdot m_{stoom}$ $Q_{condensatie} = 2257 \times 10^3 \text{ J/kg} \cdot 0,1 \text{ kg} = 225700$ J 2. Warmte afgegeven bij afkoeling van de gecondenseerde stoom (nu water) van $100$ °C naar $37$ °C: $\Delta T_{water} = 100 - 37 = 63$ °C $Q_{afkoeling} = c_{water} \cdot m_{water} \cdot \Delta T_{water}$ $Q_{afkoeling} = 4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,1 \text{ kg} \cdot 63 \text{ °C} = 26334$ J Totale warmte afgegeven door stoom: $Q_{stoom\ totaal} = Q_{condensatie} + Q_{afkoeling}$ $Q_{stoom\ totaal} = 225700 \text{ J} + 26334 \text{ J} = 252034$ J **Conclusie:** Stoom bij $100$ °C geeft aanzienlijk meer warmte af dan kokend water bij $100$ °C vanwege de latente verdampingswarmte die vrijkomt bij condensatie [34](#page=34). #### 4.2.3 Toepassingsvoorbeeld: Brouwketel met stoom Dit voorbeeld berekent de temperatuur van de stoom ($T_s$) die nodig is om water in een brouwketel te verhitten. De afgegeven warmte van de stoom is gelijk aan de opgenomen warmte door het water [35](#page=35). Gegeven: - Massa water ($m_{water}$): $600$ kg - Initiële temperatuur water: $20$ °C - Eindtemperatuur water: $65$ °C - Massa toegevoegde stoom ($m_{stoom}$): $40$ kg - Soortelijke warmte van water ($c_{water}$): $4,18$ kJ/(kg·K) - Soortelijke warmte van stoom ($c_{stoom}$): $1,41$ kJ/(kg·K) - Verdampingswarmte van water ($L_{stoom}$): $2257$ kJ/kg De totale warmte afgegeven door de stoom omvat drie delen: 1. Afkoeling van stoom van $T_s$ naar $100$ °C: $Q_{afkoeling\ stoom} = c_{stoom} \cdot m_{stoom} \cdot (T_s - 100)$ [35](#page=35). 2. Condensatie van stoom bij $100$ °C: $Q_{condensatie\ stoom} = L_{stoom} \cdot m_{stoom}$ [35](#page=35). 3. Afkoeling van het gecondenseerde water van $100$ °C naar de eindtemperatuur van het water: $Q_{afkoeling\ cond\ water} = c_{water} \cdot m_{stoom} \cdot (100 - 65)$ [35](#page=35). De warmte opgenomen door het water is: $Q_{opname\ water} = c_{water} \cdot m_{water} \cdot (65 - 20)$ [35](#page=35). We stellen de totale afgegeven warmte aan de totale opgenomen warmte gelijk: $Q_{afkoeling\ stoom} + Q_{condensatie\ stoom} + Q_{afkoeling\ cond\ water} = Q_{opname\ water}$ [35](#page=35). Invullen van de waarden: $(1,41 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 40 \text{ kg} \cdot (T_s - 100 \text{ °C})) + (2257 \times 10^3 \text{ J/kg} \cdot 40 \text{ kg}) + (4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 40 \text{ kg} \cdot (100 \text{ °C} - 65 \text{ °C})) = (4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 600 \text{ kg} \cdot (65 \text{ °C} - 20 \text{ °C}))$ [35](#page=35). $(5,64 \times 10^4 \cdot T_s - 5,64 \times 10^6 \text{ J}) + (9,028 \times 10^7 \text{ J}) + (5,852 \times 10^6 \text{ J}) = 1,6302 \times 10^8 \text{ J}$ [35](#page=35). $5,64 \times 10^4 \cdot T_s - 5,64 \times 10^6 + 9,028 \times 10^7 + 5,852 \times 10^6 = 1,6302 \times 10^8$ [35](#page=35). $5,64 \times 10^4 \cdot T_s = 1,6302 \times 10^8 + 5,64 \times 10^6 - 9,028 \times 10^7 - 5,852 \times 10^6$ [35](#page=35). $5,64 \times 10^4 \cdot T_s = 7,2588 \times 10^7$ [35](#page=35). $T_s = \frac{7,2588 \times 10^7}{5,64 \times 10^4} \approx 1287$ °C. *Er is een discrepantie met de vermelde berekening in het document. De berekening $5,64 ⋅10^4 ⋅𝑇𝑇𝑠𝑠 = 2,2368 ⋅10^7$ leidt tot $T_s = 396.6$ °C, wat waarschijnlijk bedoeld is.* $5,64 \times 10^4 \cdot T_s = 2,2368 \times 10^7$ [35](#page=35). $T_s = 396.6$ °C [35](#page=35). #### 4.2.4 Toepassingsvoorbeeld: Microgolfoven en bevroren groentesoep Dit voorbeeld berekent de tijd die een microgolfoven nodig heeft om bevroren groentesoep op te warmen. Hierbij wordt rekening gehouden met het verwarmen van ijs naar het smeltpunt, het smelten van het ijs en het verwarmen van het water tot de eindtemperatuur. Ook wordt het effectieve vermogen dat de soep bereikt meegenomen [36](#page=36). Gegeven: - Massa soep ($m_{soep}$): $350$ g ($0,350$ kg) - Initiële temperatuur: $-18$ °C - Eindtemperatuur: $70$ °C - Microgolfvermogen: $800$ W (800 J/s) - Effectief vermogen in soep: $60\%$ - Soortelijke warmte van water ($c_{water}$): $4,18$ kJ/(kg·K) - Soortelijke warmte van ijs ($c_{ijs}$): $2,1$ kJ/(kg·K) - Smeltwarmte van ijs ($L_{smelt\ ijs}$): $334$ kJ/(kg) Stappen: 1. **Opwarmen van ijs van $-18$ °C naar $0$ °C:** $\Delta T_{ijs} = 0 - (-18) = 18$ °C $Q_{ijs} = c_{ijs} \cdot m_{soep} \cdot \Delta T_{ijs}$ $Q_{ijs} = 2,1 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,350 \text{ kg} \cdot 18 \text{ °C} = 13230$ J 2. **Smelten van ijs bij $0$ °C:** $Q_{smelt} = L_{smelt\ ijs} \cdot m_{soep}$ $Q_{smelt} = 334 \times 10^3 \text{ J/kg} \cdot 0,350 \text{ kg} = 116900$ J 3. **Opwarmen van water van $0$ °C naar $70$ °C:** $\Delta T_{water} = 70 - 0 = 70$ °C $Q_{water} = c_{water} \cdot m_{soep} \cdot \Delta T_{water}$ $Q_{water} = 4,18 \times 10^3 \text{ J/kg·K} \cdot 0,350 \text{ kg} \cdot 70 \text{ °C} = 102410$ J Totale benodigde warmte ($Q_{total}$): $Q_{total} = Q_{ijs} + Q_{smelt} + Q_{water}$ $Q_{total} = 13230 \text{ J} + 116900 \text{ J} + 102410 \text{ J} = 232540$ J Effectief vermogen van de microgolfoven: $P_{effectief} = 800 \text{ W} \cdot 0,60 = 480$ W (480 J/s) Tijd nodig om de soep op te warmen: $t = \frac{Q_{total}}{P_{effectief}}$ $t = \frac{232540 \text{ J}}{480 \text{ J/s}} \approx 484.46$ seconden Omrekenen naar minuten: $t_{minuten} = \frac{484.46}{60} \approx 8.07$ minuten [36](#page=36). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Temperatuur | Een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes in een systeem, die aangeeft hoe warm of koud iets is. Het wordt vaak gemeten in graden Celsius (°C), Kelvin (K) of Fahrenheit (°F). | | Warmte | Energie die wordt overgedragen van een warmer object naar een kouder object als gevolg van een temperatuurverschil. Warmte is geen stof, maar een vorm van energie die stroomt. | | Thermisch evenwicht | De toestand waarin twee of meer systemen of objecten die in contact met elkaar staan, dezelfde temperatuur hebben bereikt en er geen netto warmteoverdracht meer plaatsvindt. | | Nulde hoofdwet van de thermodynamica | Stelt dat als twee systemen elk in thermisch evenwicht zijn met een derde systeem, ze dan ook in thermisch evenwicht zijn met elkaar. Dit principe is de basis voor temperatuurmeting. | | Vloeistofthermometer | Een apparaat dat de temperatuur meet door gebruik te maken van de volumetrische uitzetting van een vloeistof (meestal kwik of alcohol) bij temperatuurveranderingen. | | Gasthermometer | Een temperatuurmeetinstrument dat werkt op basis van de relatie tussen het volume en de druk van een gas bij constante temperatuur, of de druk en temperatuur bij constant volume. | | Bimetaal thermometer | Een thermometer die gebruikmaakt van twee metalen met verschillende uitzettingscoëfficiënten die aan elkaar zijn bevestigd. Temperatuurveranderingen veroorzaken buiging van de strip. | | Weerstandsdraad | Een materiaal waarvan de elektrische weerstand verandert met de temperatuur. Dit principe wordt gebruikt in weerstandsthermometers. | | PTC (Positive Temperature Coefficient) | Een thermistor waarbij de weerstand toeneemt met toenemende temperatuur. | | NTC (Negative Temperature Coefficient) | Een thermistor waarbij de weerstand afneemt met toenemende temperatuur. | | Pt100 | Een type weerstandsthermometer dat gebruikmaakt van platina met een bekende weerstand van 100 Ohm bij 0 °C. De weerstand neemt lineair toe met de temperatuur. | | Warmtebeeldcamera | Een camera die infraroodstraling detecteert en deze omzet in een zichtbaar beeld, waarbij verschillende kleuren verschillende temperaturen vertegenwoordigen. | | Temperatuurschalen | Systemen om temperatuurwaarden te kwantificeren, zoals Celsius, Kelvin en Fahrenheit, die verschillende nulpunten en schaalverdelingen hebben. | | Thermische uitzetting | Het verschijnsel waarbij materie door een temperatuurstijging in volume toeneemt, of in volume afneemt door een temperatuurdaling. | | Lineaire uitzettingscoëffiënt ($\alpha$) | Een materiaalconstante die aangeeft hoeveel de lengte van een materiaal verandert per graad Celsius temperatuurverandering per oorspronkelijke lengte-eenheid. De formule is $\Delta l = \alpha \cdot l_0 \cdot \Delta T$. | | Kubieke uitzettingscoëffiënt ($\gamma$) | Een materiaalconstante die aangeeft hoeveel het volume van een materiaal verandert per graad Celsius temperatuurverandering per oorspronkelijke volume-eenheid. Voor isotrope materialen geldt $\gamma = 3 \cdot \alpha$. De formule is $\Delta V = \gamma \cdot V_0 \cdot \Delta T$. | | Soortelijke warmtecapaciteit (c) | De hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één kilogram van een stof met één graad Kelvin (of Celsius) te verhogen. De eenheid is J/(kg·K). De formule voor warmteoverdracht is $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$. | | Warmtecapaciteit (W) | De hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van een object met één graad Kelvin (of Celsius) te verhogen. De eenheid is J/K. De relatie met soortelijke warmte is $W = c \cdot m$. | | Latente smeltwarmte ($L_s$) | De hoeveelheid energie die nodig is om een eenheid massa van een vaste stof om te zetten in een vloeistof bij een constante temperatuur (het smeltpunt). De formule is $Q = L_s \cdot m$. | | Latente verdampingswarmte ($L_v$) | De hoeveelheid energie die nodig is om een eenheid massa van een vloeistof om te zetten in een gas bij een constante temperatuur (het kookpunt). De formule is $Q = L_v \cdot m$. | | Aggregatietoestanden | De verschillende fysieke vormen waarin materie kan voorkomen: vast, vloeibaar en gasvormig. Overgangen tussen deze toestanden vereisen energie, zoals bij smelten en verdampen. |