Op youtube kun je allerlei filmpjes vinden om met vier theelichtjes onder twee of drie omgekeerde, in elkaar passende bloempotten je hele kamer te verwarmen. Het geheim: de warmte van de theelichtjes wordt opgeslagen in de bloempotten en daardoor zou de warmteproductie stijgen. Althans, dat is de verklaring die er soms wordt bijgegeven.
a) Zoek minstens drie filmpjes op youtube waar zo’n verwarmingstoestel wordt gebouwd.
Met theelichtjes een hele kamer verwarmen??? Geloof jij dat? Dat gaan we natuurlijk onderzoeken! Op internet kun je alle gegevens vinden om de warmtebehoefte van je kamer te weten te komen. Daarvoor zul je altijd de afmetingen van je kamer moeten weten. En of je kamer goed geïsoleerd is en dubbele ramen heeft.
b) Zoek op internet hoeveel vermogen je nodig hebt voor jouw kamer als het buiten ongeveer 0 °C is. Op sommige sites kun je dat laten uitrekenen.
Nu gaan we bepalen wat de hoeveelheid warmte is die theelichtjes leveren. Dat doe je in de klas of thuis door de volgende gegevens van een theelichtje te meten of op te zoeken:
- de massa
- de verbrandingswarmte van waxine
- de tijd die een waxine/theelichtje nodig heeft om helemaal op te branden.
Als het te lang duurt voor het waxinelichtje helemaal opgebrand is, kun je ook twee keer de massa bepalen: eenmaal voordat je het lichtje aansteekt en eenmaal na één uur (of een half uur). Dan weet je dus hoeveel waxine er per uur verbrand wordt.
c) Bepaal hiermee het vermogen van je theelichtje.
d) Bereken hoeveel theelichtjes je nodig hebt om aan de warmtebehoefte van je kamer (en van jou) te voldoen.
Zelf geef je ook warmte af. Al gauw zo’n 100 J per seconde.
e) Met hoeveel theelichtjes is jouw lijf te vergelijken in de warmteproductie?
f) Lijkt het je een goed idee om je kamer te verwarmen met theelichtjes? Waarom wel/niet?
De uitvinders van het bloempotten-kacheltje zijn allemaal heel positief.
g) Kun jij een reden bedenken waarom zo’n kacheltje toch enigszins werkt? Denk daarbij aan een kampvuur .
Uitwerking vraag (a)
Bijvoorbeeld:
https://www.youtube.com/watch?v=ancrNsJHkGw,
https://www.youtube.com/watch?v=9WEGlQ4xBa8
Uitwerking vraag (b)
Afhankelijk van de website en van de isolatiegraad van jouw kamer (dubbele of enkele ramen, goed of slecht geïsoleerde muren, tochtig of niet) vind je op internet waarden als 77 W/m3.
Op sommige websites vind je met een soort calculator onmiddellijk jouw warmtebehoefte, bijvoorbeeld hier en hier.
Voor een kamer van 36 m3 vind je zo een warmtebehoefte tussen 2200 en 2700 W. Laten we hier uitgaan van 2500 W.
Uitwerking vraag (c)
Een waxinelichtje weegt tussen 10 en 20 g, afhankelijk van de fabrikant.
De verbrandingswarmte van waxine bedraagt 40 kJ/g.
Een waxinelichtje brandt soms wel 4 uur. Met deze drie gegevens kunnen we uitrekenen dat een waxinelichtje van 10 g dat in 4 uur opbrandt 400kJ geleverd heeft aan warmte, dus 100 kJ per uur. 1 W = 1 J/s, dus dit waxinelichtje heeft een vermogen van 105 J in 3600 s. Het vermogen is dus 105/3600 = 28 W. Op internet vind je o.a. 30 W voor het vermogen. Dat klopt dus wel ongeveer.
Uitwerking vraag (d)
2500 W / 28 W = 90 theelichtjes. Dus zeg maar ongeveer 100 theelichtjes
Uitwerking vraag (e)
3 of 4
Uitwerking vraag (f)
1. Brandgevaar.
2. Ze verbruiken de zuurstof op je kamer.
3. Misschien ook nog roet op alles in je kamer.
Alles bij elkaar: geen goed idee.
Uitwerking vraag (g)
De theelichtjes verwarmen de bloempot en die gaat stralingswarmte uitzenden. Als je er dicht bij gaat zitten, voel je die warmte. Bij het berekenen van de warmtebehoefte van je kamer (vraag b)wordt ervan uitgegaan dat je alle lucht in de kamer op temperatuur moet brengen en dat kost veel meer warmte. Zo’n bloempotkachel werkt een klein beetje als een kampvuur, dat ook vooral stralingswarmte afgeeft.
