2024 2025 - H3 - nat - les 4 - na vakantie - Samenvatting plus quiz §3.1-§3.3.pptx
H3
05-2025
Natuurkunde
Werkboek ; pen ; schrift en evt etui op tafel!!!!!
Items in this lesson
H3
05-2025
Natuurkunde
Werkboek ; pen ; schrift en evt etui op tafel!!!!!
Planning
Samenvatting 1e 3 paragrafen
Energiequiz op RTTI (-T2)
Werkboek ; pen ; schrift en evt etui op tafel!!!!!
Leerdoelen deel 1
Opfrissen van Begrippen:
Wat is een energiebron
Soorten energie
Energie transitie (incl. kenmerken)
Zwaarte energie:
Formule
Grootheden en eenheden
Rekenvoorbeeld
Leerdoelen deel 2
Soortelijke warmte:
Formule
Grootheden en eenheden
Rekenvoorbeeld
Warmte verlies en isolatie:
Soorten warmte transport
Factoren energie verlies
Wat is een energiebron?
Alles wat een bruikbare soort energie kan leveren, noem je een energiebron.
In een energiebron is een soort energie opgeslagen die een energieomzetter kan gebruiken.
Voorbeelden:
Een zonnecel kan de stralingsenergie van zonlicht gebruiken.
Een windmolen kan de bewegingsenergie van stromende lucht gebruiken.
Een gasfornuis kan de chemische energie van aardgas gebruiken.
Gebruikte energiebronnen in Nederland
Fossiele brandstoffen (91,4%)
Aardolie
Aardgas
Steenkool/bruinkool.
Chemische energie wordt omgezet in elektrische energie
Biomassa (4,5%)
snoei- en afvalhout, plantenresten (koolzaad en maïs) en mest.
Chemische energie wordt omgezet in elektrische energie
Wind (1,7%)
De wieken van zo’n windmolen of windturbine drijven een generator aan die in de molen is ingebouwd.
bewegingsenergie van de wind omgezet in elektrische energie.
Kernenergie (1,4%)
Bij het splijten van uranium/plutonium atoomkern komt veel energie in de vorm van warmte vrij.
Kern energie wordt omgezet in elektrische energie
Zon (0,6%)
De zon is een bron van stralingsenergie.
Die stralingsenergie kan door een zonnecel worden omgezet in elektrische energie.
Aardwarmte (0,2%)
Voor de winning van deze aardwarmte worden twee putten gebruikt.
Met een warmte wisselaar omgezet naar schoon (warm) water.
Ideale energiebron kenmerken
De ideale energiebron is onuitputtelijk.
Zijn altijd beschikbaar.
Zijn milieuvriendelijk (let op is niet hetzelfde als duurzaam).
Milieuvriendelijk betekent dat iets weinig schade aanricht aan het milieu. Het gaat vaak over producten of gedragingen die minder vervuilend of schadelijk zijn (zoals gerecycled papier, fietsen in plaats van autorijden).
Duurzaam is breder: het betekent dat iets lang meegaat én rekening houdt met mens, milieu én economie. Duurzaamheid kijkt naar de lange termijn. Bijvoorbeeld: zonnepanelen zijn duurzaam omdat ze lang meegaan, hernieuwbare energie leveren én milieuvriendelijk zijn.
Is goedkoop.
Zwaarte energie
Hoe ziet de formule voor zwaarte energie er dan uit?
3 factoren!
Valversnelling “g”
Massa
Hoogte
Ez=m.g.h
Ez
m . g . h
Zwaarte energie (standaard formule)
Reken voorbeeld:
Hoogte verschil 40 m
Massa water 100 kg
h= 40 m
m=100 kg
g= 9,81 m/s2
Ez = m . g . h
Ez = 100 . 9,81 . 40
Ez= 39.240 J
Ez
m . g . h
Zwaarte energie (formule omzetten)
Als we 150.000 Joule nodig hebben, hoe hoog moet dan de dam zijn?
Zelfde 100 kg water hebben we.
Ez
m . g . h
Soortelijke warmte
Soortelijke warmte= De hoeveelheid warmte-energie die nodig is om een bepaalde hoeveelheid van een stof in temperatuur te verhogen
Hiervoor vermenigvuldig je de soortelijke warmte van die stof met de massa die je wilt verwarmen en met de stijging in temperatuur.
Q = c x m x ΔT (ΔT = Teind – Tbegin)
Q
c . m . ΔT
Rekenvoorbeeld 1
Een kokendwater-kraan verwarmt 0,75 L water van 20 °C tot 100 °C.
Bereken hoeveel elektrische energie de kokendwater-kraan daarbij moet omzetten. Ga ervan uit dat alle elektrische energie wordt gebruikt om het water te verwarmen. De massa van 1 L water is afgerond 1·103 g.
c = 4,2 J/g.°C
m = 750 g
ΔT = Teind − Tbegin = 100 − 20 = 80 °CQ = c · m · ΔT
Q= 4,2 × 750 × 80
Q= 252.000J
(of 252 kJ minder nullen)
(2,5·105 J wetenschappelijke notatie)
Warmte transport
3 soorten van transport.
Verschillende processen met hetzelfde effect.
Geleiding. (conductie)
De warmte verplaatst zich via vaste stoffen en volgt de vorm van de stof.
Stroming. (Convectie)
Warmte zal omhoog gaan.
Via een vloeistof of gas
Straling
Zonder een tussenstof
Infrarood
Geleiding
Stroming
straling
Energieverlies
Hoeveel warmte er in een bepaalde tijd naar buiten verdwijnt, hangt af van:
• het temperatuurverschil tussen binnen en buiten
• het materiaal waarvan de muur is gemaakt
• de dikte van de muur
• de oppervlakte van de muurOm warmteverlies tegen gaan isolatiemateriaal.
baksteen is een vrij goede warmtegeleider/Slechtste warmte geleider is stilstaand gas.
Leerdoelen §3.4
Je kunt:
duurzaam energieverbruik uitleggen aan de hand van een energiestroomdiagram.
het rendement berekenen op basis van energie.
het rendement berekenen op basis van vermogen.
Energie besparen!
Energie = vermogen keer tijd (E=P·t)
Vermogen en tijd verkorten = Energiebesparen!
Apparaten met een laag(lager) vermogen:
HR-ketel
Led verlichting
Tijdbesparen.
Licht uit waar je niet bent
Korter douche
Thermostaat koppelen aan mobiel. (nest)
Rendement verbeteren!
Energie besparen
Rendement berekenen
Rendement zonnepaneel berekenen
Als de zon volop schijnt, is het ingestraalde vermogen bij een berghut 1000 W/m2.
Een zonnepaneel met een oppervlakte van 1,8 m2 levert dan een vermogen van 288 W.
Bereken het rendement van één zonnepaneel.
Rendement zonnepaneel berekenen
Warmte Rendement HR-ketel
Om Etot van een hr-combiketel te bepalen, moet je weten hoeveel warmte het verbrande aardgas heeft geleverd.
Om dat te kunnen berekenen heb je twee gegevens nodig: het volume van het aardgas dat is verbrand (in m3) en de stookwaarde van deze brandstof.
Het aardgas in Nederland heeft een stookwaarde van 32 MJ/m3.
Dat betekent dat er 32 MJ warmte vrijkomt als je 1 m3 aardgas verbrandt.
Warmte Rendement HR-ketel
Een hr-combiketel verbrandt 0,090 m3 aardgas.
Er is 0,090 m3 aardgas verbrand om de kamer op temperatuur te brengen.
De stookwaarde van aardgas is 32 MJ/m3.
Voor het rendement hebben we Etot en Enuttig hebben.
Etot is de hoeveelheid energie die we erin stoppen. De chemische energie die vrijkomt bij het verbranden van aardgas.
Etot = 0,090 × 32 = 2,88 MJ
Warmte Rendement HR-ketel
Om Enut te bepalen, moet je weten hoeveel warmte door het water is opgenomen.
De hoeveelheid warmte die het water heeft opgenomen berekenen met Q = c · m · ΔT.
In een hr-combiketel wordt 11 L water verwarmd van 15 °C tot 72 °C.
Warmte Rendement HR-ketel
Vermogen Rendement Ledlamp
In de bureaulamp van Jan Pieterszoon zit een ledlamp.
De lamp is via een adapter aangesloten op het lichtnet. De adapter neemt 11 W elektrisch vermogen op en geeft 8 W elektrisch vermogen af
Vermogen Rendement Ledlamp
In de bureaulamp van Jan Pieterszoon zit een ledlamp.
De lamp is via een adapter aangesloten op het lichtnet. De adapter neemt 11 W elektrisch vermogen op en geeft 8 W elektrisch vermogen af
NU jij!! Warmte Rendement HR-ketel
Opgave: Bereken het Rendement van een Waterkoker
Een waterkoker staat 3 minuten aan en heeft een vermogen van 2000 W. De waterkoker wordt gebruikt om 1 liter water (1000 g) van 20°C naar 100°C te verwarmen.
De soortelijke warmtecapaciteit van water is 4,2 J/g°C.
Bereken het rendement!
G: P= 2000W
t= 180 s
G: Etot=….J
F: Etot= P · t
I: Etot = 2000 · 180
R: Etot = 360.000 J (360kJ)
E: Alle grootheden en eenheden genoteerd?
NU jij!! Warmte Rendement HR-ketel
Opgave: Rendement van een Motor
Een elektrische motor heeft een opgenomen vermogen (P_tot) van 800 W, maar slechts 600 W daarvan wordt effectief gebruikt om een pomp aan te drijven (P_nut). De rest van het vermogen gaat verloren aan warmte en wrijving.
Bereken het rendement van deze motor.
Energiespel (indien tijd over)
Doel van het spel:
Herhaling van leerstof.
Voorbereiding op komende toets.
Teams:
Via magister maak ik teams!
Punten:
via sterren in classpoint
Winnaars:
Groep met de meeste punten.
Bronnen:
Schrift en een rekenmachine.
Extra punten:
Aan het eind dobbelen voor extra punten.
Gooi je 1 of 5 geen extra vragen
Gooi je 2 of 4 1 extra vraag.
Gooi je 3 of 6 2 extra vragen
Teams:
Alle spullen in je tas, behalve schrift en rekenmachine.
De eerste naam in de lijst van de groep is de teamleider en voert de antwoorden in.
Meerkeuze vraag krijg je 30 seconden voor (reproductie)
Kort antwoord krijg je 2 minuten voor (inzicht)
Foto vraag krijg je 4 minuten voor (T1) Let op GGFIRE!!!!!!
Klaar?
De eerste dia met de meerkeuze vraag start gelijk en je hebt 30 seconde om het antwoord in te voeren. (1e klik is definitief!!!)
Vraag 1 (Reproductie)
Wat is een energiebron?
A
Een apparaat dat energie omzet
B
Iets wat energie opslaat
C
Alles wat bruikbare energie levert
D
Een stof die warmte vasthoudt
Vraag 3 (R)
Welke drie vormen van hernieuwbare energie zijn juist?
A
Aardolie, aardgas, steenkool
B
Windenergie, zonne-energie, biomassa
C
Kernenergie, biomassa, aardgas
D
Steenkool, biomassa, zonlicht
Vraag 4 (toepassen)
Tim helpt zijn vader op zolder en tilt een zware doos omhoog. De doos heeft een massa van 4 kg. Tim zet de doos op een plank op 2,5 meter hoogte. Bereken hoeveel zwaarte-energie de doos nu heeft gekregen.
G: m=4 kg
h=2,5m
g=9,81 m/s2
G: Ez
F: Ez = m · g · h
I: Ez = 4 · 9,81 · 2,5
R: Ez = 98,1 J
Antwoord:
Vraag 5 (inzicht)
Leg uit waarom een zonnepaneel minder goed werkt in de winter. Geef 3 verschillende argumenten!
Vraag 6 (toepassen)
Emma zet thee voor haar vrienden. Ze doet 200 gram water van 20 °C in de waterkoker en verwarmt het tot het kookpunt (100 °C). Hoeveel warmte (Q) is er nodig om het water te verwarmen?
(Gebruik c=4,2 J/g ·°C)
G: m=200 g
ΔT = 80 °C
c=4,2 J/g ·°C
G: Q
F: Q = c · m · ΔT
I: Q = 4,2 · 200 · 80
R: Q = 67.200 J
E: Check!
Antwoord:
Vraag 7 (R)
Wat is het belangrijkste doel van de energietransitie?
A
Zo veel mogelijk fossiele brandstoffen gebruiken
B
Energie duurder maken voor consumenten
C
Alleen nog kernenergie gebruiken
D
Overstappen op duurzame energiebronnen
Vraag 8 (R)
Wat bedoelen we met stralingsenergie?
A
Warmte die wordt geleid door een vaste stof
B
Warmte die vrijkomt tijdens een verbrandingsproces
C
Energie die zich verplaatst als licht of golven
D
Elektrische energie opgeslagen in een batterij
Vraag 9 (toepassen)
Tijdens het klimmen laat Sam per ongeluk zijn drinkfles vallen vanaf een hoogte van 10 meter. De fles heeft een massa van 0,8 kg. Bereken hoeveel zwaarte-energie (Ez) de fles had op het moment voordat hij viel.
G: m=0,8 kg
h= 10 m
g= 9,81 m/s2
G: Ez
F: Ez = m · g · h
I: Ez = 0,8 · 9,81 · 10
R: Q = 78,48 J
E: Check!
Antwoord:
Huiswerk
Maken en Leren t/m paragraaf 4
