Airco overbodig door witste verf

Onderwerp: Arbeid en energie, Elektromagnetisch spectrum

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

In het Technisch Weekblad van 19 april 2021 staat een artikel over de witste verf die ooit ontwikkeld is. In de NRC van 23 april staat een uitgebreider artikel waar verder wordt ingegaan op de werking van de verf.

Het artikel in het TW begint als volgt: “Ingenieurs van de Purdue Universiteit hebben de witste verf ooit gemaakt. De verf reflecteert tot 98,1% van het zonlicht en stuurt tegelijkertijd infrarode warmte weg van het oppervlak. Volgens de onderzoekers kan de verf een gebouw genoeg afkoelen om de behoefte aan een airconditioning te verminderen.

‘Als je met deze verf een dakoppervlak van ongeveer 1.000 vierkante meter zou bedekken, schatten we dat je een koelvermogen van 10 kilowatt zou kunnen krijgen. Dat is krachtiger dan de centrale airconditioners die in de meeste huizen worden gebruikt’, zegt Xiulin Ruan, professor werktuigbouwkunde aan de universiteit in West Lafayette, Indiana”.

De nieuwe ‘witste’ verf is anders dan gewone witte verf.

a) Welke kleuren absorbeert een wit voorwerp, als er licht op valt?

Een wit voorwerp absorbeert geen enkele kleur uit het zonnespectrum.

b)  Welke kleuren absorbeert een zwart voorwerp, als er licht op valt?

Een zwart voorwerp absorbeert alle kleuren uit het zonnespectrum.

c) Geef in de tabel over witte en zwarte voorwerpen steeds het juiste woord aan.

d) Leg uit waarom de temperatuur van een wit voorwerp in de zon lager is dan van hetzelfde zwarte voorwerp.


De geabsorbeerde straling wordt omgezet in warmte, waardoor de temperatuur van het voorwerp stijgt. Hoe minder absorptie, des te lager de temperatuurstijging.

e) Leg uit dat de temperatuur van een wit voorwerp ‘s nachts lager is dan van hetzelfde zwarte voorwerp.

Als er ‘s nachts uitstraling is, verdwijnt energie uit het voorwerp, dat daardoor daalt in temperatuur. Hoe meer uitstraling, des te meer de temperatuur daalt.

Het NRC-artikel begint met de zin: “Zonnestraling bevat warmte”. Dit is wat slordig geformuleerd.

f) Geef een betere formulering.

Zonnestraling bevat stralingsenergie, die wordt omgezet in warmte wanneer de straling door een voorwerp geabsorbeerd wordt.

De verf bevat bariumsulfaat dat zelf helemaal niet zo wit is als andere verfstoffen.

 g) Waarom kan de verf die er niet het witst uitziet toch het beste koelen?

Ook van belang is de niet zichtbare infraroodstraling. Bariumsulfaat straalt IR-straling goed uit. Zie de tweede alinea.

h) Zoek het vermogen van een moderne airco op en vergelijk dat met wat er staat in de derde alinea.

Zie bijvoorbeeld de site ts24.nl.

Daar vind je een tabel, waaruit blijkt  dat voor een woonoppervlakte van 100 m2 een koelvermogen nodig is van 4,3 tot 15 kW,afhankelijk van de kwaliteit van de isolatie van het huis. Dus wat er staat kan kloppen. 
(Merk wel op dat de koeling van verf bereikt wordt met een oppervlakte van 1000 m2).