Practica · 17 december 2021

Warmtegeleidingscoëfficiënt van de Dopper

Ik ben met de havo5 leerlingen stof uit de derde klas aan het herhalen. Mijn favoriete manier om dat te doen is door middel van een practicum waar ze eerst de theorie van opschrijven en zo dat herhalen. Dit keer ging het over warmte: de warmtegeleidingscoëfficiënt en de soortelijke warmte. Ik heb ze de doppers uit de tas laten halen en het flesdeel van de dopper laten gebruiken om de metingen mee te doen. Als leerlingen met hun eigen spullen werken vinden ze dat echt tof namelijk. Het enige dat je nodig hebt zijn stopwatches, thermometers en piepschuimen plaatjes met een gat erin als deksel. Dit practicum lijkt op het stationsbekerspracticum van laatst.

De meetopstelling met dopper

Leerlingen hebben eerst de theorie opgeschreven waarin ze de formule van de warmtegeleidingscoëfficiënt zetten. Door de grootheden op te schrijven kunnen ze achterhalen of ze die direct kunnen meten (dikte) of dat ze er nog extra formules voor nodig hebben (oppervlakte van de cilinder, de warmtestroom).

De theorie die een leerling heeft geschreven.

Leerlingen zijn hard bezig met de stof! Ik benadruk als ze daarmee bezig zijn dat de “Delta T’s” niet hetzelfde zijn. Ze moeten zich weer even verdiepen in het verschil. Deze leerling heeft als oppervlakte ook nog boven én onderkant van de dopper, dus hier is als docent enige invloed wel nodig.

Als leerlingen weten welke grootheden ze allemaal moeten meten gaan ze aan de slag. Ze krijgen heet water in de dopper geschonken en ze meten elke minuut de temperatuur. Zo kunnen ze de temperatuurdaling per minuut berekenen.

De grafiek van temperatuur tegen de tijd en berekening (met verkeerde grootheid)

Hierna berekenen de leerlingen met de temperatuurdaling de warmtestroom. Hiermee kunnen ze dan de warmtegeleidingscoëfficiënt berekenen.

De laatste berekening van het practicum om de warmtegeleidingscoëfficiënt te berekenen.

Alle groepjes kwamen op ongeveer een warmtegeleidingscoëfficiënt van de dopper van 0,025 W/Km uit. Wanneer opgezocht wordt in de Binas waar deze warmtegeleidingscoëfficiënt bij hoort dan blijkt het in de buurt van PVC te kunnen zijn. Een zoektochtje op internet levert deze website op waar staat dat de dopper van polypropyleen is gemaakt. Niet helemaal in de buurt dus, maar goed genoeg om de stof weer te herhalen.