6.4 Isolatie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3,4

Planning nsk1b

Vandaag: 

Instructie H6.4 Isolatie

Vandaag: Opgaven af H6.4

Don 14 april: Diagnostische toets af!

Din 19 april PTA H6

Planning nsk13

Vandaag: 

Instructie H6.4 Isolatie

Huiswerk controle (H6.1 - H6.3)

Din 12 april: Opgaven af H6.4

Don 14 april: Diagnostische toets af!

Din 19 april PTA H6

Planning nsk14

Vandaag: 

Instructie H6.4 Isolatie

Huiswerk controle (H6.1 - H6.3)

Vrij 8 april: Herhaling H6.1-H6.3

Din 12 april: Opgaven af H6.4

Don 14 april: Diagnostische toets af!

Din 19 april PTA H6

6.4 Isoleren

Isolatie is het het tegenhouden van warmtetransport

De rode plekken zijn warm en daar gaat dus veel warmte verloren

Leerdoelen H6.4

• Je kunt omschrijven op welke 3 manieren een huis warmte verliest.
• Waarom een goed geïsoleerd huis minder energie verbruikt.
  
• Je kunt 4 manieren beschrijven en uitleggen hoe je een woning kunt isoleren tegen warmteverlies.
• Je kunt uitrekenen hoeveel je kunt besparen in m3 aardgas en in euro's

Warmte vast houden

Isolatie

- Mensen gebruiken een jas

- Dieren gebruiken een vacht

   verenpak of vetlaag

- In een warme kamer doen 

   we de deur dicht

Isolatie kan warmte binnen houden.

Of warmte buiten houden. 

Warmteverlies op een foto

Met behulp van een infrarood-camera kun je het warmteverlies van een huis laten zien.

Hoe dichter de kleur bij het rood komt op de rechter balk  hoe meer verlies.

Isoleren

• Door te isoleren kan je warmte vasthouden
• Een isolator geleidt slecht warmte
• In een isolator zit veel lucht
• Lucht vasthouden zorgt voor minder warmteverlies door stroming
• Door straling terug te kaatsen krijg je minder warmteverlies door straling

Isoleren

Voorkomen van warmteverlies door:

-stilstaande lucht creëren

• dubbel glas
• spouwmuur
  
• isolatiemateriaal
  

3 vormen van warmtetransport

• Geleiding
• Stroming
• Straling

Warmteverlies door geleiding

Geleiders zoals metalen geven warmte snel door. Dat betekent dat ze veel warmte verliezen. 

Isolatoren zoals glas/kunststof/papier geleiden warmte slecht. Hierdoor heb je weinig warmteverlies. 

Warmteverlies door stroming

Warmteverlies door stroming ga je tegen door te zorgen dat warmte lucht niet weg kan. 

Warmteverlies door straling

Warmteverlies door straling voorkom je door de straling terug te kaatsen. Dit kun je doen door spiegelend materiaal te gebruiken. 

VOORBEELD OPGAVE:

In een advertentie staat dat je bij spouwmuurisolatie gemiddeld € 800,- per jaar aan energiekosten bespaart. 

De kosten van het installeren van de isolatie zouden na vier jaar zijn terugverdiend. 

De gasprijs is 0,80 euro per m3.

a) Hoeveel m3 gas bespaar je per jaar?

• Besparing m3 gas = 800 euro : 0,80
•                               = 1000 m3 gas

b) Hoeveel besparing m3 gas is dat in 4 jaar

• Besparing in 4 jaar = 1000 x 4 = 4000 m3

Een hoekwoning heeft 90 m2 spouw-muur.

Het starttarief om een spouwmuurisolatie aan te brengen is 1000 euro.

De prijs per vierkante meter van spouwisolatie is 27,50 euro

c) Wat zijn de kosten om een spouwmuurisolatie aan te brengen?

• Kosten = starttarief + prijs x oppervlakte
•             = 1000 + 27,50 x 90
•             = 1000 + 2475 = 3475 euro

d) Verdien je dit in 4 jaar tijd terug?

• Kosten = 3475 euro en de besparing zou 800 x 4 j = 3200 euro zijn. 
• Dit komt dus aardig overeen.

Isolatie

Buiten is het vaak kouder dan binnen. De warme lucht wil dus van binnen naar buiten. 

Als je je huis goed isoleert heb je dus minder warmteverlies.

Opdrachten uit 6.4

Kader: Maak opgaven 1 t/m 10 (p 115)

(extra stof H6.4 hoeft niet)

H6.1: K p. 83

4) Een elektrische frituurpan van 2400 W doet er 7,5 minuten over om de frituurolie te verhitten tot 180 °C, de temperatuur waarbij je met frituren kunt beginnen.

Bereken hoeveel warmte de frituurpan in die tijd heeft geleverd (in kJ).

• P = 2400 W
  
• t = 7,5 min = 450 s
  
• Q = ? kJ
  
• Q = E = P x t
  
• Q = 2400 x 450 = 1080 000 J
  
• Q = 1080 kJ
  

H6.1 K p. 83

8b) Een elektrische kachel staat 10 minuten aan. De kachel is aangesloten op het lichtnet. Tijdens het verwarmen loopt er een stroom van 5 A door de kachel. Bereken hoeveel warmte deze kachel levert?

• U = 230 V
• I = 5 A
• t = 10 min = 10 x 60 = 600 s
• Q = ? J
• P = U x I
• Q = P x t
• P = 230 x 5 = 1150 W
• Q = 1150 x 600 = 690 000 J
• Q = 690 kJ 

H6.1 K p. 85

11) Ladan verwarmt water in een warmtemeter. Ze sluit de dompelaar aan op een spanning van 12 V. De stroomsterkte door de dompelaar is dan 2.0 A. Ondertussen meet ze om de 2 minuten de temperatuur van het water en schrijft die opt (tabel 3). Na 10 minuten schakelt Ladan de stroom weer uit.

a) Bereken het vermogen

• U = 12 V
• I = 2,0 A
• P = ? W
• P = U x I = 12 x 2 = 24 W

b) Bereken hoeveel warmte de dompelaar levert in 2 minuten.

• t = 2 min = 2 x 60 = 120 s
• Q = ? J
• Q = P x t 
• Q = 24 x 120 = 2880 J = 2,9 kJ

H6.2 K p. 95

9) Dennis maakt een tocht met een heteluchtballon. De ballon is gevuld met hete lucht van ongeveer 100 °C. Om de lucht op die temperatuur te brengen, worden branders gebruikt die werken op propaangas (figuur 8).

Tijdens Dennis’ vlucht wordt in totaal 26 m3 propaangas verbrand.

Bereken hoeveel MJ energie bij deze verbranding is vrijgekomen.  

• verbr.w propaangas = 94 MJ/m3
  
• V = 26 m3
• Q = ? MJ
  
• Q = V x verbr.w propaangas
  
• Q = 26 × 94 = 2 444 MJ
  

H6.2 K p. 96

9) Hendry heeft een bedrijf dat houtbriketten produceert. Een houtbriket voor de houtkachel weegt 1,25 kg.

a) Wat is de verbrandingswarmte van hout?

b) Hoeveel Q komt er vrij als je 1 houtbriket van 1,25 kg verbrandt?

c) Hoeveel houtbriketten heb je nodig om 280 MJ warmte te produceren?

• Verb.w hout = 16 MJ/kg
• m = 1,25 kg
• Q = ? J
• Q = m x verb.warmte
• Q = 1,25 x 16 MJ = 20 MJ
• 1 blok levert 20 MJ warmte

• Voor 280 MJ warmte moet je dus 14 houtbriketten verwarmen 

Q (MJ)	20	1	280
N blokken	1	0,05	14

H6.4: K p. 118

8c) Het huis van Sofie en Charelle heeft Spouwmuren.

Willy en Hendrik brengen in totaal 5,5 m2 radiatorfolie aan.

Reken uit met hoeveel euro hun jaarlijkse energierekening omlaag gaat. 1 m3 aardgas kost inclusief energiebelasting € 0,75 (prijspeil 2020). 

(zie fig. 8 voor besparing spouwmuur)

• Besparing gas spouwmuur 7 m3 per jaar.
• A = oppervlakte =  5,5 m2 
• prijs gas = 0,75 euro per m3
• Besparing p.j. = ? euro
• Besp. gas = A x besp. gas p. m3
• Besp. gas = 5,5 x 7 = 38,5 m3
• Besp. kosten = besp. gas x prijs
• Besp. kosten = 38,5 x 0,75 = 28,88 euro per jaar

H6.4 K p. 119

10) Bas heeft een oud huis gekocht, waarvan de spouwmuren niet zijn geisoleerd. In een folder leest hij dat zulke muren slecht isoleren. (fig. 10).

a) hoeveel warmte verdwijnt er p.j.

• 580 MJ 
• 260 MJ

b) Bas laat 55 m2 spouwmuur isoleren. Hoeveel warmte verdwijnt er minder p.j. naar buiten?

• per m2 muur bespaart hij:
• 580 - 260 = 320 m2 
• Voor 55 m2 is dat dus:
• 320 x 55 = 17 600 MJ
  

c) hoeveel m3 aardgas bespaart Bas op deze manier elk jaar?

• per m2 muur bespaart hij:
• 18 - 8 = 10 m3 aardgas 
• Voor 55 m2=> 55 x 10 = 550 m3

d) Hoeveel euro's bespaart bas?

• Besparing = 550 x 0,75 = 412,50 euro p.j.
  

Planning

Komende donderdag:

Diagnostische toets maken

Volgende week dinsdag:

PTA H6 Warmte