Opgave A
Je lichaam verliest in koud water veel warmte als je alleen zwemkleding draagt. Bij een zwembadtemperatuur van 17 °C is de warmtestroom door de huid 0,9 kW per vierkante meter huidoppervlak.
Ranomi duikt in water van 17 °C en blijft 45 s onder water. Zij heeft een huidoppervlak van 1,7 m2. 1 3p Bereken de hoeveelheid warmte die Ranomi tijdens de duik verliest.
Om het warmteverlies te beperken, dragen duikers vaak een wetsuit. Zo’n pak zit strak om je lichaam, maar toch is het niet compleet waterdicht. Tijdens een duik in koud water vormt zich een dun laagje water tussen wetsuit en huid. Toch krijg je het niet koud met een wetsuit aan.
2 3p Leg uit hoe dat komt. Bespreek twee vormen van warmtetransport die hierbij van belang zijn.
Opgave B
Voor een practicum gebruikt Habib een roestvrijstalen schroef van 6,5 gram met een begintemperatuur van 25 °C. Ze houdt deze schroef 210 seconden in een gasvlam. De schroef is dan roodgloeiend door de hoge temperatuur.
Habib doet de hete schroef vervolgens in een joulemeter met water.
Zie figuur 1. Ze roert totdat de temperatuur van het water niet meer verandert. De schroef heeft dan warmte overgedragen aan het water.
3 3p Leg uit hoe het water via de drie vormen van warmtetransport opwarmt.
In de joulemeter bevindt zich 86 gram water. De begintemperatuur van dit water is 20 °C. Nadat de schroef is toegevoegd, wordt de
temperatuur van het water en de schroef uiteindelijk gelijk aan 25 °C.
4 2p Toon aan dat de schroef 1,8 kJ aan warmte heeft afgestaan aan het water.
Je mag aannemen dat de schroef 1,8 kJ aan warmte heeft opgenomen in de vlam. Dat is maar een deel van de vrijgekomen warmte uit de gasvlam. De gasbrander verbrandt 1,6 L Gronings aardgas per minuut.
(stookwaarde vind je in BINAS tabel 28B)
5 4p Bereken de temperatuur van de schroef op het moment dat Habid hem uit de vlam haalt.
6 3p Toon aan dat in dat geval 1,0% van de vrijgekomen warmte door de schroef is opgenomen.
In werkelijkheid heeft de schroef in de vlam niet 1,8 kJ aan warmte opgenomen. Figuur 1 7 2p Leg uit of de schroef meer of minder dan 1,8 kJ heeft opgenomen.
