4.1 Warmtebronnen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo g
• Leerjaar 2

H4. Warmte

Agenda:

• Voorkennis activeren : 5min
• leerdoelen : 5 min
• uitleg : 10 min
• zelfstandis werken : 20 min
• Afsluiting : 5 min

In huis moet je regelmatig iets verhitten. Hier gebruik je verschillende apparaten voor.
Welk apparaten zijn bedoeld om te verwarmen? Klik op alle juiste antwoorden.

1. Een fornuis
2. Zonnecellen
3. Een magnetron
4. Een gloeilamp

De meeste huizen in Nederland worden verwarmd met een centrale verwarmingsketel.
Welke brandstof wordt er in een verwarmingsketel gebruikt?

1. Aardgas
2. Benzine
3. Aardolie
4. Elektriciteit

Door de radiatoren van de centrale verwarming stroomt een warme vloeistof.
Welke vloeistof stroomt er door een radiator?

1. Aardgas
2. Water
3. Benzine

Het water in de centrale verwarming wordt opgewarmd door aardgas te verbranden.
4Wat zijn de nadelen van aardgas? Klik op de twee juiste antwoorden.

1. Aardgas is een giftige stof.
2. Als je te veel aardgas uit de grond haalt, kunnen er aardbevingen.
3. Aardgas zit in Nederland niet in de grond.
4. De voorraad aardgas op aarde kan opraken.

Brandstoffen, zoals benzine en aardgas, kun je gemakkelijk in brand steken. Er is nog een tweede stof nodig om iets te kunnen verbranden.
Welke stof is er bij iedere verbranding nodig?

1. Stikstof
2. Zuurstof
3. Koolstofdioxide
4. Helium

In veel keukens vind je een blusdeken. Als je die over een brandende pan legt, dooft het vuur.
Waarom dooft het vuur?

1. omdat de brandstof koud gemaakt wordt.
2. omdat het vuur geen zuurstof meer krijgt.
3. omdat de brandende stof opgenomen wordt door de deken.

Nieuwe ramen worden gemaakt van dubbelglas.
7Waarom worden ramen gemaakt van dubbelglas?

1. Dubbelglas laat weinig warmte door. het isoleert goed.
2. Inbrekers kunnen er moeilijker doorheen snijden.
3. Het is mooier.
4. Het gaat niet gemakkelijk stuk.

De radiatoren van de centrale verwarming maken de lucht in je huiskamer warm.
8Wat gaat warme lucht doen?

1. De warme lucht stijgt op.
2. De warme lucht daalt naar de vloer.
3. De warme lucht blijft in de radiator hangen.

4.1 Warmtebronnen

Leerdoelen 

• Je kunt voorbeelden van warmtebronnen geven.  
• Je kunt uitleggen hoe chemische of elektrische energie van een warmtebron wordt omgezet in warmte.  
• Je kunt het verbrandingsschema van aardgas tekenen.  
• Je kunt het verschil tussen volledige en onvolledige verbranding uitleggen.  
• Je kunt uitleggen hoe je een koolstofmono-oxidevergiftiging kunt voorkomen.  

Introductie

Voor allerlei dingen in het dagelijks leven gebruik je warmte. Denk maar aan een warme douche, het strijken van een broek of het föhnen van je haar. Al die warmte komt ergens vandaan.

Wat is Warmte ?

• Warmte is een vorm van energie.
  
• We spreken vaak ook over thermische energie.

Warmtebronnen op school en thuis  

 

Als je iets wilt verwarmen, heb je een warmtebron nodig. De gasbrander die je bij proeven op school gebruikt, is zo’n warmtebron. Ook in huis vind je allerlei warmtebronnen, zoals een cv-ketel, een kooktoestel, een oven, een strijkijzer, theelichtjes, enzovoort.

Aardgas als warmtebron 

Voor het verwarmen van een huis wordt vaak een cv-installatie gebruikt. In een cv-ketel wordt aardgas verbrand. Daarbij ontstaan gassen die erg heet zijn. Die hete gassen stromen langs een warmtewisselaar. Op die manier wordt het water in de warmtewisselaar verwarmd tot ongeveer 75 °C. Een pomp in de cv-ketel pompt het hete water naar de radiatoren. Daar staat het water weer warmte af. Zo wordt je huis verwarmd. Het water transporteert de warmte dus door het hele huis (figuur 3).

Volledige verbranding 

Voor de verbranding van aardgas is zuurstof nodig. Zuurstof zit in de lucht. Om het aardgas goed te verbranden, wordt in de branders van de cv-ketel het aardgas vermengd met lucht. Bij een volledige verbranding ontstaan alleen waterdamp en koolstofdioxide (figuur 4). Deze verbrandingsgassen zijn niet giftig.

Onvolledige verbranding 

Als er niet genoeg zuurstof wordt toegevoerd, zal het aardgas niet volledig verbranden. In dat geval ontstaat er geen koolstofdioxide, maar roet en koolstofmono-oxide. Hetzelfde gebeurt als je de luchtschijf van je brander dichtdraait. Bij onvolledige verbranding van aardgas zie je altijd een gele vlam. Bij volledige verbranding van aardgas zie je een blauwe vlam.  

Roet kun je zien als een zwarte aanslag. Koolstofmono-oxide kun je niet zien en ook niet ruiken. Het is een zeer giftig gas. Koolstofmono-oxide wordt ook wel koolmonoxide genoemd. Het gebeurt nog wel dat mensen door koolstofmono-oxide om het leven komen .

Zelf aan de slag! 

• Nova boek b.l.z 170 & 172 doorlezen. 
• Blauwe woorden betekennis zoeken. 
• Opgaven 1 t/m 11 op blz. 174 & 175 maken. 
• Klaar? 
• Huiswerk opgaven 12 t/m 15 blz. 176 & 178 maken.

Afsluiting

• Je kunt voorbeelden van warmtebronnen geven.   
• Je kunt uitleggen hoe chemische of elektrische energie van een warmtebron wordt omgezet in warmte.   
• Je kunt het verbrandingsschema van aardgas tekenen.   
• Je kunt het verschil tussen volledige en onvolledige verbranding uitleggen.   
• Je kunt uitleggen hoe je een koolstofmono-oxidevergiftiging kunt voorkomen.   
  

Soorten warmtebronnen

We halen warmte uit een warmtebron. Er bestaan 2 soorten warmtebronnen:

1. Elektrische warmtebronnen: elektrische kachel, elektrisch fornuis etc.
2.  Warmtebronnen die een brandstof gebruiken: open haard, oliekachel etc.

Brandstoffen

Een brandstof gebruik je om in de fik te zetten. Voorbeelden:

Aardgas
Steenkool
Aardolie
....