Hoofdstuk 11.1 Fossiele brandstoffen K4 les 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

H11: Energie

Benodigheden

- laptop

- Binas

- Rekenmachine 

Tassen op de grond

Telefoons in de zakkie

Welkom kader 4!

Ga zitten en start met:

Ga verder met de examensite opdrachten. 

Jas over je stoel

Practicum

Welkom Kader-3 

Start met opdracht 2, 4, 6 en 8 van 2,3 Temperatuur

Je hebt straks je laptop nodig                     START IN:

Neem plaats en leg je spullen alvast klaar.

We gaan starten!

                                                                                               Wachttijd:

H11: Energie

Introductie

§ 11.1 Fossiele brandstoffen

§ 11.2 Zonne-energie

§ 11.3 Windenergie

§ 11.4 Waterkracht

§ 11.5 Energie besparen

Lesprogramma

1. Huiswerk controle
2. Voorkennis ophalen
3. Leerdoelen
4. Instructie (uitleg)
5. Afsluiting 
6. Huiswerk
7. Nabespreking

Huiswerkcontrole

Maak opdrachten op de examensite

Over welke opgaven van
het huiswerk zijn er vragen?

Voorkennis

Voorkennisfilmpje

Energie

Nova

Leerdoelen 11.1 Fossiele brandstoffen

1. Je kunt de drie belangrijkste toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven.
   
2. Je kunt uitleggen hoe een ‘gewone’ energiecentrale elektrische energie produceert.
   
3. Je kunt berekeningen uitvoeren met (elektrische) energie, vermogen en tijd.
   
4. Je kunt uitleggen hoe een kerncentrale kernenergie omzet in elektrische energie.
   
5. Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met de afvalwarmte van een energiecentrale.
   
6. Je kunt uitleggen wat thermische verontreiniging is en hoe je die kunt voorkomen.
   
7. Je kunt milieuproblemen beschrijven die horen bij het gebruik van fossiele brandstoffen.

Aardgas, aardolie en steenkool

Fossiele brandstoffen:

• Aardgas
• Aardolie
• Steenkool

Andere energiebronnen:

• Zonlicht
• Wind
• Uranium

Steenkool op de voorgrond

Energiecentrales

Met brandstof gestookte energiecentrale.

Bij het verbranden van een brandstof wordt chemische energie omgezet in warmte. 

Die warmte kun je daarna weer omzetten in elektrische energie.

In een energiecentrale gebeurt dat op grote schaal.

Een kerncentrale gebruikt kernenergie om water te verhitten tot stoom.

Energiecentrales

Met brandstof gestookte energiecentrale.

Je kunt de hoeveelheid elektrische energie die een centrale levert, berekenen met de formule:

energie = vermogen × tijd

Of in symbolen:

E = P ∙ t

Voorbeeldopdracht 1

De Eemshavencentrale werkt een uur op zijn maximale vermogen van 1560 MW (elektrisch).

Bereken hoeveel elektrische energie de centrale in die tijd aan het elektriciteitsnet levert.

gegevens

E = P ∙ t

P = 1560 MW = 1560∙10 tot macht 6 W

t = 1 h = 3600 s

gevraagd

E = ? J

Uitwerking

E = P ∙ t = 1560∙106 × 3600 = 5,62∙1012 J = 

5,62 TJ (terajoule)

Afvalwarmte

Het is niet mogelijk om alle chemische energie in een brandstof (of kernenergie in een kernbrandstof) om te zetten in elektrische energie. Er blijft altijd veel warmte over. Deze warmte noem je afvalwarmte, omdat je er geen elektrische energie meer ‘uit kunt halen’.

Het energie-stroomdiagram van een energiecentrale.

Afvalwarmte

In afbeelding 3 is het energie-stroomdiagram van een centrale getekend. 

Links staat de energiesoort die de centrale ‘ingaat’, rechts de energiesoorten die ‘eruit komen’. Je ziet dat 40% van de chemische energie wordt omgezet in elektrische energie. 

Maar liefst 60% is ‘afvalwarmte’.

Het energie-stroomdiagram van een energiecentrale.

Afvalwarmte

Vaak moet een energiebedrijf zijn koelwater eerst laten afkoelen in grote koeltorens (afbeelding 4). Een deel van het koelwater verdampt dan. 

Dat heeft een afkoelend effect. Voor verdampen is warmte nodig die aan het koelwater wordt onttrokken. 

                            

Koeltorens bij een centrale

Als de temperatuur van het koelwater ver

genoeg is gedaald, mag het energiebedrijf het lozen.

Afvalwarmte

Thermische verontreiniging:

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

Maar dat mag alleen als het rivierwater niet te veel in temperatuur stijgt. Anders krijgen vissen en andere waterdieren zuurstofgebrek. Ze kunnen dan massaal sterven aan thermische verontreiniging (vervuiling met warmte).

Thermische verontreiniging

Andere nadelen van het gebruik van fossiele brandstoffen zijn:

-Bij de verbranding kunnen giftige stoffen vrijkomen.

-Energiecentrales worden gekoeld met rivierwater waardoor de        temperatuur van het water stijgt. 

Dit noem je thermische verontreiniging. 

Vissterfte is hiervan een gevolg.

Fossiele brandstoffen en milieu

• Koolstofdioxide (broeikasgas) 

CO en roet bij onvolledige verbranding

 • Stikstofoxiden en zwaveloxiden
(zure regen en smog)

Broeikaseffect

Voor de productie van materialen, halffabricaten en eindproducten is veel energie nodig. Veel van deze energie komt van de verbranding van fossiele brandstoffen. Door de verbranding van fossiele brandstoffen komt er koolstofdioxide in de lucht.

• De aarde werkt als een kas
  
• Zonder broeikaseffect is het -18 graden
• CO2, koolstofdioxide (broeikasgas, kan 

warmte goed vasthouden) 

           Versterkt broeikaseffect

Het broeikas

effect

Broeikaseffect:

Het tegenhouden van warmtestraling door broeikasgassen.

Versterkt broeikaseffect:

De laag broeikasgassen wordt dikker, waardoor er meer warmte blijft hangen op aarde. 

Natuurlijk/versterkt broeikaseffect

(versterkt) broeikaseffect

Broeikasgevaar

Opwarming van de aarde

De overheid heeft besloten om het gebruik van fossiele brandstoffen sterk terug te dringen. 

Rond 2050 mag er in Nederland bijna geen ‘fossiele energie’ meer worden gebruikt. 

Daarvoor zal het aandeel van andere energiebronnen, zoals zon en wind, de komende dertig jaar sterk moeten stijgen. 

Dit wordt de energietransitie genoemd.

Zure regen en smog

Bij het verbranden van brandstoffen ontstaan vaak ook andere gassen. Sommige van die gassen zijn schadelijk voor het milieu. 

Zwaveldioxide (SO2) en stikstofoxiden (NOx) 

veroorzaken zure regen, die schadelijk is voor 

planten en bomen. 

Zwaveldioxide en stikstofoxiden dragen bovendien 

bij aan het ontstaan van smog (afb 5).

Aan de slag!

Maak opdracht: van paragraaf 11.1 Fossiele brandstof

1 t/m 12

Je mag samenwerken!

Waar wil je nog extra uitleg over?

Welke 3 dingen heb jij deze les geleerd?

Afsluiting: we weten.................

1. Je kunt de drie belangrijkste toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven.
2. Je kunt uitleggen hoe een ‘gewone’ energiecentrale elektrische energie produceert.
3. Je kunt berekeningen uitvoeren met (elektrische) energie, vermogen en tijd.
4. Je kunt uitleggen hoe een kerncentrale kernenergie omzet in elektrische energie.
5. Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met de afvalwarmte van een energiecentrale.
6. Je kunt uitleggen wat thermische verontreiniging is en hoe je die kunt voorkomen.
7. Je kunt milieuproblemen beschrijven die horen bij het gebruik van fossiele brandstoffen.

Het is duidelijk waar we met het hoofdstuk aan het werk gaan

😒🙁😐🙂😃

Ik begrijp de leerdoelen van deze les?

😒🙁😐🙂😃

De les was leuk?

😒🙁😐🙂😃

Afsluiting

Volgende les:

Huiswerk:

• Zet in je planner!!
• Maak opdrachten op de examensite

Dank voor jullie aandacht!

Samenvatting