11.1 Fossiele brandstoffen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

11.1 Fossiele brandstoffen

Wat weet je al over energie?

Overleg 1 à 2 minuten met je buurman/vrouw

Wat kunnen jullie samen al vertellen over het begrip 'energie'?

11.1 Fossiele brandstoffen

11.1 Fossiele brandstoffen

Fossiele brandstof:

steenkool

aardolie

Vind je in de aarde

Fossiele brandstoffen

De drie belangrijkste toepassingen:

11.1 Fossiele brandstoffen

Dit is ondertussen geschiedenis

11.1 Fossiele brandstoffen

11.1 Fossiele brandstoffen

t

11.1 Fossiele brandstoffen

Conventionele energiecentrale

Fossiele brandstoffen

Bewegingsenergie

Chemische energie

Warmte

Bewegingsenergie

Energiecentrale

Fossiele brandstof

Energie berekenen

E = P x t

Energie

in Joule

(J)

Vermogen

in Watt

(W)

tijd

in seconden

(s)

Energiebedrijven werken met enorme hoeveelheden energie. Om die hoeveelheden aan te geven, gebruik je voorvoegsels zoals giga en tera of machten van tien.

• 1 gigajoule = 1 GJ = 1 000 000 000 J = 10⁹ J

• 1 terajoule = 1 TJ = 1 000 000 000 000 J = 10¹² J

voorvoegsels

1 Joule = 1 J

 1 kiloJoule = 1 kJ = 1 000 J = 10³ J

1 megaJoule = 1 MJ = 1 000 000 J = 10⁶ J

1 gigaJoule = 1 GJ = 1 000 000 000 J = 10⁹ J

1 teraJoule = 1 TJ = 1 000 000 000 000 J = 10¹² J

Schrijf het volgende getal op als macht van tien:

4.000.000.000

Hoe groot is het volgende getal:

23 x 10⁶

Energie berekenen

E=P⋅t

​P⋅t​​E​​

grootheid		eenheid
energie	E	joule	J
vermogen	P	watt	W (J/s)
tijd	t	seconde	s

P=​t​​E​​

Voorbeeldvraag

Een kleine energiecentrale levert een vermogen van 100 kW. Hoeveel energie produceert de centrale als deze 15 minuten op volle toeren draait?

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW

t = 

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

gevraagd

E = ? J

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

gevraagd

E = ? J

uitwerking

E = P ∙ t

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

gevraagd

E = ? J

uitwerking

E = P ∙ t = 100 ∙ 10³ ∙ 900

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100 ∙ 10³ W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

gevraagd

E = ? J

uitwerking

E = P ∙ t = 100 ∙ 10³ ∙ 900 = 9 ∙ 10⁷ J

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 100 kW = 100000 W

t = 15 minuten = 15 ∙ 60 = 900 sec.

gevraagd

E = ? J

uitwerking

E = P ∙ t = 100000 ∙ 900 = 90000000 J

Aan het werk..

Lees de paragraaf 11.1 'Fossiele brandstoffen' goed door

Maak daarna een start aan de opgaves:

1, 2, 4, 5

Klaar met die opgaves? Bekijk de lesstof nog eens goed en probeer de andere opgaves!

Kerncentrale

• Uranium wordt gespleten in een reactorvat door het te beschieten met neutronen.
• Door de kettingreactie komt veel warmte vrij.
• Water wordt verwarmd tot stoom.
• De stoom drijft een turbine aan.
• De turbine laat een generator     draaien die elektriciteit maakt.

Voordelen fossiel

• eenvoudig en  goedkoop in gebruik, opslag en transport
• ook als grondstof in de chemische industrie
• Een elektrische centrale die gebruik maakt van fossiele brandstoffen kan bijna overal worden gebouwd.
  
• De calorische waarde van (energie in) fossiele brandstoffen is relatief hoog.
  
• betrouwbare bron van energie. Duurzame energiebronnen zijn vaak afhankelijk van weer, klimaat en geografische ligging.

Nadelen Fossiele energie

• broeikasgassen die bijdragen aan opwarming van de aarde, versterkte broeikaseffect
• schadelijke stoffen die milieu aantasten.
  
• schaars: op een gegeven moment raken ze op.
  
• aardbevingen- en schokken in Groningen of olievlekken in de oceaan.
  

Veel landen moeten fossiele brandstoffen importeren uit het buitenland. Sommige landen gebruiken de ‘afhankelijkheid’ van andere landen als pressiemiddel in een politieke dialoog. Dit kan resulteren in conflicten.

Afval bij het produceren van energie

Bij een kolen- of gascentrale:

koolstofdioxide -> versterkt broeikaseffect

zwaveldioxie en stikstofdioxide -> zure regen en smog

Bij een kerncentrale:
kernafval -> blijft miljoenen jaren straling uitzenden

Natuurlijk/versterkt broeikaseffect

(versterkt) broeikaseffect

Broeikasgevaar

Versterkt broeikaseffect 

Opwarming van de aarde 

• Ijs op poolkappen smelten
• Klimaat verandering
• Vaker en harder regenen 
• Meer droogte 

broeikaseffect

fossiele brandstof =>

• koolstofdioxide + waterdamp.

Gevolgen?

Zure regen en Smog

Wat veroorzaakt zure regen en smog?

• Stikstofoxiden (NO_x) en zwaveloxiden (NH₃)

Afval bij het produceren van energie

Bij een kolen- of gascentrale:

koolstofdioxide -> versterkt broeikaseffect

zwaveldioxie en stikstofdioxide -> zure regen en smog

Bij een kerncentrale:
kernafval -> blijft miljoenen jaren straling uitzenden

WARMTE

Afvalwarmte

• Het is niet mogelijk om alle chemische energie om te zetten in elektrische energie. 
• De warmte die overblijft noem je afvalwarmte.

Thermische verontreiniging

Thermische verontreiniging:

Vervuiling met warmte, doordat heet koelwater van bijvoorbeeld een energiecentrale rechtstreeks op een rivier wordt geloosd.

Gevolg: vissen en andere waterdieren krijgen zuurstofgebrek. 

Milieuschade en klimaatverandering

1. Stikstofdioxiden (NOx) 
2. Zwavelgas
3. Koolmonoxide (CO)
4. Fijnstof
5. broeikasgassen,
   zoals koolstofdioxide (CO2) en methaan (CH4).

Energietransitie 

Overgang van een niet duurzame energiebron, naar een duurzame energiebron wordt een energietransitie genoemd.

Maak:

11.1 Fossiele brandstoffen