Symbolen: Q = warmte (J), m = massa (kg), c = soortelijke warmte (J/(kg·K)), ΔT = temperatuurverandering (K of °C). De achtergrond en de natuurkunde erachter lees je in het artikel over soortelijke warmte.
In zes stappen
-
Stap 1 — Noteer de gegevens en wat er gevraagd wordt
Schrijf m, c, begin- en eindtemperatuur en de gevraagde grootheid (meestal Q) op. Reken met de formule Q = m · c · ΔT.
-
Stap 2 — Zet alles om naar SI-eenheden
Massa in kg (1 L water ≈ 1 kg; voor lucht m = ρ · V met ρ ≈ 1,2 kg/m³), energie in J (1 kJ = 1 000 J, 1 kWh = 3,6 MJ).
-
Stap 3 — Bereken het temperatuurverschil ΔT
ΔT = eindtemperatuur − begintemperatuur. Een verschil van 1 °C is gelijk aan 1 K, dus je hoeft niet naar kelvin om te rekenen.
-
Stap 4 — Zoek de soortelijke warmte c op
Gebruik een tabel of Binas. Water: 4 186 J/(kg·K); lucht: ca. 1 005 J/(kg·K).
-
Stap 5 — Vul in en reken uit
Q = m · c · ΔT. Zoek je een andere grootheid, herschrijf dan eerst: c = Q / (m · ΔT), m = Q / (c · ΔT) of ΔT = Q / (m · c).
-
Stap 6 — Controleer eenheid en teken
Q komt uit in joule. Positief betekent opgenomen warmte, negatief afgestane warmte. Controleer of de orde van grootte klopt.
Tabel: soortelijke warmte van veelgebruikte stoffen
| Stof | c in J/(kg·K) | c in kJ/(kg·K) |
|---|---|---|
| Water (vloeibaar) | 4 186 | 4,19 |
| IJs (rond 0 °C) | 2 090 | 2,09 |
| Waterdamp | ≈ 2 010 | ≈ 2,0 |
| Ethanol | 2 440 | 2,44 |
| Hout | ≈ 1 700 | ≈ 1,7 |
| Lucht (bij constante druk, cp) | 1 005 | 1,005 |
| Lucht (bij constant volume, cv) | 718 | 0,718 |
| Beton | ≈ 880 | ≈ 0,88 |
| Glas | ≈ 840 | ≈ 0,84 |
| Aluminium | 897 | 0,90 |
| IJzer / staal | ≈ 450 | ≈ 0,45 |
| Koper | 385 | 0,39 |
| Lood | 129 | 0,13 |
Soortelijke warmte van lucht bij 15 °C: cp ≈ 1,005 kJ/(kg·K). Tussen −20 °C en +50 °C verandert die waarde minder dan 0,5%, dus voor bijna alle berekeningen mag je 1 005 J/(kg·K) gebruiken. Voor verwarmen of koelen van ruimtelucht (die vrij kan uitzetten) gebruik je cp, niet cv. De dichtheid van lucht is bij 15 °C ongeveer 1,23 kg/m³ en bij 20 °C ongeveer 1,20 kg/m³.
Drie uitgewerkte voorbeelden
Veelgemaakte fouten
- Gram in plaats van kilogram: c staat per kg, dus 250 g wordt 0,250 kg.
- kJ en J door elkaar: staat c in kJ/(kg·K), dan komt Q ook in kJ uit.
- Volume invullen als massa: bij water mag 1 L ≈ 1 kg, bij lucht niet: 1 m³ lucht is maar ongeveer 1,2 kg.
- Faseovergang vergeten: smelt of verdampt de stof onderweg, dan heb je ook smelt- of verdampingswarmte nodig. Q = m · c · ΔT geldt alleen binnen één fase. Zie faseovergangen.
Veelgestelde vragen
Wat is de eenheid van Q bij warmteoverdracht?
Q is een hoeveelheid energie en wordt uitgedrukt in joule (J). In de praktijk gebruik je ook kJ, MJ of kWh (1 kWh = 3,6 MJ). Het vermogen, warmte per seconde, is in watt (W = J/s).
Wat is de soortelijke warmte van lucht bij 15 graden?
Bij constante druk is cp van droge lucht bij 15 °C ongeveer 1,005 kJ/(kg·K), dus 1 005 J/(kg·K). Bij constant volume is cv ongeveer 0,718 kJ/(kg·K).
Wat is de soortelijke warmte van water?
Vloeibaar water heeft c ≈ 4 186 J/(kg·K), afgerond 4,19 kJ/(kg·K). Dat is 1 kcal per kg per graad: de calorie was oorspronkelijk zo gedefinieerd.
Hoe bereken je de soortelijke warmte c zelf?
Herschrijf de formule: c = Q / (m · ΔT). Voorbeeld: 9,0 kJ verwarmt 0,50 kg metaal 20 K; c = 9 000 / (0,50 × 20) = 900 J/(kg·K), vrijwel de waarde van aluminium.
Mag ik ΔT in graden Celsius invullen?
Ja. Een temperatuurverschil van 1 °C is precies even groot als 1 K. Alleen absolute temperaturen (zoals in de gaswet) moet je naar kelvin omrekenen.