soortelijke warmte

Soortelijke warmte is een grootheid die aangeeft hoeveel thermische energie nodig is om een bepaalde stof met een gewicht van één kilogram, één graad Celsius in temperatuur te verhogen.

Betekenis

Wanneer je een stof, bijvoorbeeld water, wil verwarmen dan zal je een bepaalde hoeveelheid thermische energie (warmte) aan deze stof moeten toevoegen, wat we ook wel "verwarmen" noemen.

Met de grootheid soortelijke warmte is vastgelegd hoeveel thermische energie nodig is om een stof, met een massa van één kilogram, één graad Celsius (of Kelvin) in temperatuur te laten stijgen.

Deze grootheid gebruik je om bijvoorbeeld de afgifte van een vloerverwarming uit te rekenen. Daarbij gebruik je de formule: kJ = m x 4,2 x delta-T. Hierbij is kJ de benodigde warmte uitgedrukt in kJ (kilo Joule), m is de massa in kg die in één seconde opgewarmd moet worden (dus bij water is dit liter/s), 4,2 de soortelijke warmte van water (formeel 4,186 J/(kg.K)) en delta-T is het verschil in temperatuur. Daarnaast moet je weten dat een kJ per seconde gelijk aan kW (kiloWatt, dus 1000 Watt).

Een voorbeeld: we hebben een vloerverwarming met drie groepen en iedere groep heeft een debiet van 2 liter/min (dat is af te lezen aan de debietmeter op de vloerverwarmingverdeler), samen is dat dus 6 liter/min, en omgerekend naar liters per seconde is dat 6/60=0,1 liter/s, dat is dus 0,1 kg water per seconde. De aanvoertemperatuur bij de verdeler is 35°C en de retourtemperatuur bij de verdeler blijkt 30°C te zijn, dus een delta-T van 5. Dan kunnen we de formule kJ = m x 4,2 x delta-T invullen. Dat wordt dan: kJ = 0,1 x 4,2 x 5 = 2,1 kJ en omdat we het debiet omgerekend hebben per seconde heb je dus 2,1 kJ per seconde nodig. 1 kJ per seconde is gelijk aan 1 kiloWatt, dus de vloerverwarming in dit voorbeeld geeft 2,1 kW (kiloWatt) af (anders geschreven: 2100 Watt).

Een ander voorbeeld is het berekenen van het vermogen dat nodig is voor douchen. Stel dat een stortdouche 21 liter water per minuut gebruikt en de temperatuur van het water is 38°, De temperatuur van het leidingwater dat nog opgewarmd moet worden is 8°C. We rekenen 20 liter/minuut om naar liter/s: 21/60=0,35 l/s. Dan kunnen we nu de formule invullen: kJ=0,35 x 4,2 x 30 = 44,1 kJ en dat is dus 44,1 kW. Op een uitzondering na kunnen de meeste cv-ketels voor particulier gebruik dit vermogen niet leveren, gebruikelijke waarden zijn 25-40 kW. Wil je de stortdouche in dit voorbeeld optimaal benutten dan is het gebruik van een boiler, waarbij het water van te voren opgewarmd wordt (met een warmtebron met een veel lager vermogen dan de 44,1 kW), de oplossing.

Ook leuke som: hoeveel tijd heeft een waterkoker met een vermogen van 2000 Watt nodig om 1 liter water te verwarmen van 10 naar 100°C? De massa m is dus 1 (liter dan wel kg) en de delta-T is 90°C. Dan vullen we de waarden in: kJ = 1 x 4,2 x 90 en dat is 378 kJ. 378 kJ per seconde is gelijk aan 378 kW, maar de waterkoker is geen 378 kW (dan zou die liter water in één seconde aan de kook zijn) maar het vermogen is doorgaans maar 2 kW. Dus het gaat 378 / 2 = 189 keer langzamer dan een seconde, dus 189 seconden, dus 3 minuten en 9 seconden.

Welkekiezenglossarium

In dit glossarium zijn nog veel meer termen te vinden, van "aanlegthermostaat" tot "zonnecollector", zie het welkekiezenglossarium