Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Als je een vloeistof (bijv. water) verwarmt wordt stijgen de moleculen dan zelf op of alleen hun beweging?

Stel ik plaats een pannetje water op het gasfornuis. Van onder af begint het warmer te worden en van lieverlee is de warmte ook bovenin. Maar is aan te geven hoe dat gebeurt? Ik vermoed dat de geschikte termen daar convectie (verplaatsing van moleculen zelf) en conductie (doorgeven van beweging). Kun je dan bijv. zeggen dat in beginsel de opwarming gebeurt door conductie en daarna steeds meer van convectie of juist net andersom of is het steeds in gelijke verhouding of...?

En zou dat proces heel anders verlopen als je dat doet met bijv. melk of kwik of ...?

erotisi
8 jaar geleden
10.6K
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Ik verwarm water vaak met behulp van een dompelaar. soms zit het element dan een beetje bovenin. Op een gegeven moment kookt het water dan boveninn en onderin begint het net een beetje op temperatuur te komen. Dit is een duidelijk teken dat het warmtetransport vooral door convectie plaatsvindt. De theorie zegt dat water een slechte warmtegeleider is. Een ander voorbeeld is de temperatuur van zeewater op grote (?) diepte. Het is daar in de zomer veel kouder dan bovenin. Speciaal dat met die dompelaar dat kun je eens proberen.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Nog even: Kwik is natuurlijk een goede geleider. Daar zal het warmtetransport dus voor een belangrijk deel door conductie plaats vinden.
erotisi
8 jaar geleden
Lijkt me een goede aanvulling op de antwoorden: dat water een slechte warmtegeleider is.
Het is blijkbaar dus niet bij elke vloeistof dat verwarming gebeurt door voornamelijk convectie; bijv. kwik

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Wanneer je water verwarmt dan gaan de moleculen heftiger bewegen. Ze knallen daarbij harder tegen hun buren aan die op hun beurt weer met méér snelheid van de eerste molecuul vandaan schieten.

Hierdoor ontstaat meer ruimte tussen de moleculen dan in koude toestand het geval zou zijn.

Er passen dus minder moleculen in dezelfde ruimte. Hierdoor neemt het soortelijk gewicht van dat warme water af t.o.v. het koude water.

Het koude water is dus zwaarder.

Er vanuit gaande dat je het water van onderen af verwarmt zit het warme, lichtere water dus onder in je pan en het koude, zwaardere water zit bovenin.
Dat zwaardere water zal gaan zinken een daarbij het warme water gaan verdrukken. Dat kan geen andere kant op dan naar boven. Het Koudere water zit nu dichter bij de warmtebron en zal dus warmer en weer lichter worden.
Het warme water wordt juist kouder en dus weer zwaarder en zal dus op den duur weer gaan zakken.

Kort-om: het zijn dus de warme moleculen zelf die omhoog bewegen en de koude die omlaag bewegen.

Ik moet nog wel even een opmerking maken over water, kouder dan 4 geraden Celcius.

Bovenstaand principe geld voor vrijwel elke vloeistof en gasvormige stof.

Maar water is een rare uitzondering: water kouder dan 4 graden krimpt niet, maar zet uit. Het lichter terwijl het afkoelt. Dat is ook de reden dat waterijs zich aan het oppervlak vormt en niet naar de bodem zakt.
(Lees meer...)
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
erotisi
8 jaar geleden
Je zou dus kunnen stellen dat vloeistoffen verwarmen door convectie en vaste stoffen door conductie?!
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Yep :-)
erotisi
8 jaar geleden
Nog even ter verduidelijking: Het is dus echt een twee richtingenverkeer. Enerzijds worden de 'warme' moleculen door hun eigen bewegingen van kaatsing omhoog gedreven en anderzijds door de zwaartekracht vallen de 'zware' moleculen door de 'gaten' die de warme moleculen hebben gecreëerd naar beneden. Klopt dat zo?? Zo ja, geldt dat dan ook omgekeerd. Stel ik koel de bovenste laag af. Die wordt zwaar. Zakken die dan door de de zwaartekracht door de gaten van de warmere moleculen? En mocht dat zo zijn, zou verhitting in het ISS, waar geen effectieve zwaartekracht is, juist trager of sneller verlopen?
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Niet helemaal ! De warme moleculen 'klimmen' niet zozeer omhoog door hun eigen beweging. Het is het koude, zware water wat naar beneden zinkt. Daar neemt het de ruimte in van het warme water waardoor het warme water omhoog gedreven wordt. Dan je vraag over het ruimtestation. Daar is wel degelijk zwaartekracht ! De watermoleculen trekken elkaar onderling namelijk ook aan. Daarom vormen ze ook bollen wanneer ze vrij zweven. De aarde zelf is ook zo'n voorbeeld. Daar zijn de (meeste) zware elementen ook naar de kern gezakt (de ijzeren kern van de aarde) en de relatief lichte elementen en de atmosfeer bevinden zich aan de buitenkant. Bij het verwarmen zal er dus niet een stroom boven-beneden ontstaan, maar een stroom binnen-buiten. Ook hier: net zoals het magma in de aarde waar hetzelfde proces zich op een grotere schaal afspeelt. De snelheid waarmee zich dit alles afspeelt wijzigt in principe niet, al spelen in de ruimte wel veel andere praktische zaken omdat je niet even een pannetje op het vuur kan zetten. De methode van verwarmen, de contactoppervlaktes, hoe makkelijk kan de warmte weer aan de omgeving worden afgestaan zijn allemaal factoren die in het ISS wezenlijk anders zullen zijn dan hier op aarde.
erotisi
8 jaar geleden
Ja in het ISS is wel zwaartekracht maar geen effectieve die valt toch weg tegen de valversnelling.
In andere zin is er natuurlijk wel effectieve zwaartekracht in het ISS, omdat alles wat massa heeft ook zwaartekracht heeft, zo ook watermoleculen. Maar ik vermoed dat watermoleculen in het ISS geen druppel vormen door die hele geringe zwaartekracht van hen maar door de waterstofbruggen en dat is in zekere zin een elektromagnetische kracht en toch geen zwaartekracht?! De zwaartekracht die watermoleculen zijn denk ik niet genoeg om een druppel te vormen.

Andere antwoorden (1)

Bij verwarming wordt de warmte van het vuur of een andere verhittingsbron, overgebracht naar het koude water. Een vloeistof is opgebouwd door moleculen. Elke stof bevat eigen moleculen en bij water zijn dit de watermoleculen, bij zuurstof zijn het zuurstofmoleculen enz. Anyway...in een vaste stof zijn de moleculen netjes geordend. ze hebben een vaste plaats t.o.v. elkaar en schommelen zo'n beetje om hun evenwichtsstand...ze zijn dus wel in beweging maar hebben weinig intermoleculaire ruimte ertussen. Doordat de moleculen zo dicht op elkaar zitten, zijn er sterke aantrekkingskrachten en vereist het veel kracht om het te breken of veel hitte om het te smelten.

Bij vloeistoffen zijn moleculen niet geordend maar liggen niet vast op een plaats. Ze bewegen langs elkaar heen en zwerven door de vloeistof heen. De intermoleculaire ruimtes zijn hier dus groter en de moleculen hebben zo een grotere beweeglijkheid. In de intermoleculaire ruimten zit namelijk niets, dus ook geen lucht. Ze kunnen dus om elkaar heen ook verschuiven en nemen de vorm aan van het vat waarin ze zitten. hebben dus geen vaste vorm. Doordat ze verder van elkaar zitten is de aantrekkingskracht onderling ook minder.

Worden moleculen verwarmd, dan gaan ze bewegen...hoe warmer het wordt, hoe sneller ze gaan bewegen. Door beweging ontstaat warmte door alle moleculen heen en dit geldt voor alle stoffen. In een vaste stof gaan ze sneller trillen (omdat ze geen kant op kunnen) maar in een vloeistof gaan ze sneller kriskras door elkaar heen bewegen. Dit heeft tot gevolg dat vaste stoffen en vloeistoffen uitzetten als er warmte ontstaat. Door de bewegingen eisen ze meer ruimte voor zichzelf op.

Verhitting begint bij geleiding (conductie). Nemen we een pan water waaronder je de vlam aanzet. Boven de vlam zullen de moleculen het eerst verhit worden en zij gaan bewegen...bij geleiding wordt de energie via botsingen overgedragen tussen moleculen met hogere kinetische energie naar langzamer bewegende buren. Is de kooktemperatuur bereikt, dan zullen alle moleculen heftig bewegen en borrelt het water er zelfs van. Dan ontstaat pas convectie...de massale verplaatsing van moleculen over aanzienlijke afstanden, waarbij de snelste moleculen uit de vloeistof springen. Dit is dan de verdamping van het water.

Bij melk is er meer onderlinge aantrekkingskracht tussen de moleculen. Hierdoor blijven ze meer massaal bij elkaar en komt de melk omhoog om uit de pan te raken. Die verdampt dus niet zo snel.
(Lees meer...)
amc
8 jaar geleden
erotisi
8 jaar geleden
Ok, dus verwarmen van een vloeistof is gebeurt eigenlijk door conductie?!
En pas in de loop van de overgang naar gasfase (koken) is er pas convectie?!
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
https://nl.wikipedia.org/wiki/Convectie: "Convectie is een mechanisme voor warmtestroming door verplaatsing van materiaal. Dit kan plaatsvinden doordat een verschil in temperatuur een verschil in dichtheid veroorzaakt." Convectie vindt dus plaats in vloeistoffen én in gasvormige stoffen. De faseovergang van vloeistof naar gas staat hier dus los van. Op de Wikipedia-pagina vindt je ook een mooi duidelijk plaatje hiervan.
amc
8 jaar geleden
Ja, het begint bij geleiding en eindigt in verdamping. Convectie is de stijgende beweging van de warmte die zich verticaal omhoog werkt...het stijgen van de opgewarmde lucht. Deze warmte moet eerst doorgegeven worden om te ontstaan. De energie wordt getransporteerd door de beweging van de lucht die verwarmd wordt. Hoe groter het verschil in temperatuur is, hoe sneller de stroom wordt. In een koude vloeistof zal er geen warmtegeleiding plaatsvinden en dus ontstaat er ook geen convectiestroom.
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
In een koude vloeistof zal er geen warmtegeleiding plaatsvinden en dus ontstaat er ook geen convectiestroom. Dat is onzin. Ook in een superkoude vloeistof ontstaat gewoon een convectie stroom zodra je er een warmtebron onder zet.
amc
8 jaar geleden
Je zegt het goed; " ZODRA je er een warmtebron onder zet".....zonder warmtebron ontstaat de stroom niet zomaar spontaan. daarvoor zal dus altijd warmte nodig zijn die doorgeleid wordt.
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Ah.. dat bedoel je :-)
Dan zijn we het eens op dat punt.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding
+