formules

Warmte

+

Q = m · c · ΔT Q = m · L

warmteleer

Q = warmte (J)
m = massa (kg)
c = soortelijke warmte (J/kg·K)
ΔT = temperatuurverschil (K of °C)
L = latente warmte (J/kg)

Gebruik de eerste formule voor opwarming of afkoeling, en de tweede bij smelten of verdampen.

Elektriciteit

+

P = U · I E = P · t U = I · R

vermogen en stroom

P = vermogen (W)
U = spanning (V)
I = stroomsterkte (A)
E = energie (J)
t = tijd (s)
R = weerstand (Ω)

Extra formules: P = I²R en P = U²/R voor elektrische verliezen.

Convectie en geleiding

+

Q̇ = h · A · ΔT Q̇ = λ · A · ΔT / d

warmteoverdracht

Q̇ = warmtestroom (W)
h = convectiecoëfficiënt (W/m²·K)
λ = warmtegeleidingscoëfficiënt (W/m·K)
A = oppervlak (m²)
d = dikte (m)
ΔT = temperatuurverschil

Convectie speelt vooral aan oppervlakken met stromende lucht of vloeistof. Geleiding speelt binnen vaste materialen.

Thermodynamica

+

ΔU = Q - W p · V = n · R · T

energie in systemen

ΔU = verandering inwendige energie (J)
Q = toegevoerde warmte (J)
W = arbeid (J)
p = druk (Pa)
V = volume (m³)
n = hoeveelheid stof (mol)
R = gasconstante
T = temperatuur (K)

Kracht en beweging

+

F = m · a v = s / t a = Δv / Δt

mechanica

F = kracht (N)
m = massa (kg)
a = versnelling (m/s²)
v = snelheid (m/s)
s = afstand (m)
t = tijd (s)

Handige extra formule: Fz = m · g voor zwaartekracht.

Arbeid, energie en rendement

+

W = F · s Eₖ = ½ · m · v² η = E_nuttig / E_in

energieomzetting

W = arbeid (J)
Eₖ = kinetische energie (J)
E_z = m · g · h = zwaarte-energie (J)
η = rendement
E_nuttig = nuttige energie
E_in = toegevoerde energie

Druk en dichtheid

+

p = F / A ρ = m / V

materiaal en gas

p = druk (Pa)
F = kracht (N)
A = oppervlak (m²)
ρ = dichtheid (kg/m³)
m = massa (kg)
V = volume (m³)

Straling

+

P = ε · σ · A · T⁴

warmtestraling

P = stralingsvermogen (W)
ε = emissiefactor
σ = constante van Stefan-Boltzmann
A = oppervlak (m²)
T = absolute temperatuur (K)

Batterijcapaciteit

+

Q = I · t 1 Ah = 3600 C

opslag

Q = elektrische lading (C)
I = stroomsterkte (A)
t = tijd (s)
Ah = ampère-uur

Deze formule verbindt ontlaadtijd direct aan batterijcapaciteit.

Batterij-energie

+

E = U · Q E ≈ U · Ah

energieopslag

E = energie
U = spanning (V)
Q = lading (C)
Ah = capaciteit in ampère-uur

Praktisch wordt voor batterijen vaak met Wh gewerkt: spanning × Ah.

Celspanning en redox

+

E°cel = E°kathode - E°anode

elektrochemie

E°cel = standaard celspanning (V)
E°kathode = reductiepotentiaal kathode
E°anode = reductiepotentiaal anode
Anode = oxidatie
Kathode = reductie

Faraday en mol elektronen

+

Q = n · z · F m = (M · I · t) / (z · F)

elektrolyse

n = aantal mol stof
z = aantal elektronen per deeltje
F ≈ 96485 C/mol
M = molaire massa
m = afgezette massa

Nernst-vergelijking

+

E = E° - (R · T / z · F) · ln Q

concentratie-effect

E = werkelijke potentiaal (V)
E° = standaardpotentiaal (V)
R = gasconstante
T = temperatuur (K)
z = aantal elektronen
F = constante van Faraday
Q = reactiequotiënt

Interne weerstand batterij

+

U_klem = E - I · r

spanningsverlies

U_klem = klemspanning (V)
E = bronspanning / emk (V)
I = stroom (A)
r = interne weerstand (Ω)

Energie- en vermogensdichtheid

+

ρ_E = E / m ρ_V = E / V ρ_P = P / m

batterijvergelijking

ρ_E = energiedichtheid per massa
ρ_V = energiedichtheid per volume
ρ_P = vermogensdichtheid
E = energie, P = vermogen
m = massa, V = volume

Concentratie en mol

+

c = n / V n = m / M

algemene chemie

c = concentratie (mol/L of mol/m³)
n = hoeveelheid stof (mol)
V = volume
m = massa
M = molaire massa

Literatuur