3.4 rendement

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

De drie manieren waarop warmtetransport kan plaatsvinden zijn:

1. geleiding, straling en verbranding.
2. stroming, verbranding en isolatie.
3. verbranding, geleiding en isolatie.
4. stroming, geleiding en straling.

Bekijk de volgende feiten:
1. Als een hond het warm heeft, hangt zijn tong uit zijn bek.
2. De ruimte tussen dubbel vensterglas is gevuld met lucht.
3. Jonge vogels zijn gehuld in donsveertjes.

Toepassingen van lucht als warmteisolator herken je bij:

1. 1 en 2
2. 1 en 3
3. 2 en 3
4. 1, 2 en 3

Je pakt een kartonnen pak melk en een blikje limonade uit de koelkast. Het blikje voelt het koudst aan. Dit komt doordat:

1. Blik een goede warmtegeleider is.
2. Karton een betere warmtegeleider is dan blik.
3. Karton niet zo koud kan worden als blik.
4. Blik meer warmte uitstraalt dan karton.

Hoeveel warmte is er nodig om 1 kilogram water 1 graad Celsius in temperatuur te doen stijgen ?

1. 1 J
2. 4,18 J
3. 4180 J
4. 4,18 kJ

Bereken hoeveel warmte er nodig is om 200 mL water vijf graden in temperatuur te doen stijgen.

1. 4180 J
2. 4,18 J
3. 4,1 J
4. 400 J

Rendement (3.4) 

Lesdoelen

Energiestroomdiagrammen tekenen.

Het rendement berekenen van een c.v. ketel.

Het energie-stroomdiagram van een gloeilamp.

Er gaat vijf keer minder energie in, maar de lamp geeft toch evenveel licht. Het rendement is vijf keer zo groot als bij de gloeilamp.

Rendement geeft aan hoeveel van de toegevoerde energie gebruikt wordt voor een nuttige energiesoort.

Rendement berekenen

In een cv ketel wordt aardgas verbrand. Aardgas is een vorm van:

1. chemische energie
2. warmte
3. elektrische energie
4. licht

Rendement van een CV ketel

E_tot = Q = r v x V

De verbrandingswarmte van aardgas is 32 MJ/m³

^E_nut = Q =

c⋅m⋅ΔT

HAVO

Oefening  Rv = 32 MJ/m3

Maak dezelfde som nu nog eens maar met de volgende gegevens.

Combiketel;  In 10  minuten wordt 0,3 m3 aardgas van 15 tot 85°C verhit, Er wordt 28 L water verhit.

a Bereken hoeveel warmte bij de verbranding v.h. gas vrijkwam.

b Bereken de hoeveelheid opgenomen warmte door het water.

c Bereken het rendement van de combiketel.

Belang lesdoel

Vrijwel iedereen heeft (nog) een c.v. ketel.

Je krijgt soortgelijke opdrachten van het rendement bij de toets.

Controle van begrip

1 Een zonnepaneel levert 200 W elektrische energie. Er valt zonlicht met een vermogen van 900 W op. 

a Teken het energie-stroomdiagram.

b Bereken het rendement.

Controle van begrip 

2) Een hr+ ketel heeft een rendement van rond de 95 %

1 m3 aardgas levert bij verbranding 32 MJ.

Hoeveel MJ wordt nuttig gebruikt ?

controle van begrip (som 39)

Peter doet 50 g water in een warmtemeter en verwarmt het met een dompelaar van 10 W gedurende vijf minuten. Hoeveel warmte is er geproduceerd ?

1. 50 J
2. 3000 J
3. 3000 W
4. 50 W

Een waterkoker van 1000 W verwarmt 1 L water van 20 graden Celsius tot het kookpunt. Hoeveel warmte moet de waterkoker leveren ?

1. 334,4 kJ
2. 334 J
3. 344 J
4. 354.9 J

Een waterkoker van 1000 W verarmte 1 L water van 20 graden Celsius tot het kookpunt. Bereken hoe lang duurt dit duurt als er geen warmte verloren gaat.

1. 334 s
2. 300 s
3. 350 s
4. 240 s

Mohammed gebruikt een dompelaar om 150 mL water te verwarmen. In 5 minuten geeft deze 18 kJ warmte af. Hiervan wordt 14 kJ opgenomen door het water. Bereken het rendement waarmee het water is verwarmd.

1. 44 %
2. 55 %
3. 75 %
4. 78 %

Een combiketel verbrandt in 8 minuten 0,3 kubieke meter aardgas. De verbrandingswarmte is 32 MJ/m3. Er wordt 28 L water verwarmd van 15 tot 85 graden Celsius. Bereken het rendement van de ketel.

1. 85 %
2. 80 %
3. 90 %
4. 95 %

Een flessenwarmte met een vermogen van 80 W verwarmt in 8 minuten 200 g water van 7 tot 37 graden Celsius. Bereken het rendement van de flessenwarmer.

1. 65 %
2. 62 %
3. 69 %
4. 75 %

Een cv ketel heeft een redenemt van 90%. Er wordt 20 L water binnen vijf minuten van 15 naar 80 graden Celsisus verhit. De verbraningswarmte van aardgas is 32 MJ/m3. Bereken hieronder hoeveel m3 aardgas wordt verbrand.

De verbrandingswarmte van spiritus is 18MJ/L. Hoeveel energie komt bij de verbranding van 50 ml daarvan vrij?(let op de eenheden!)

1. 360 kJ
2. 900 kJ
3. 360 MJ
4. 900 MJ