§ 3.2 verwarmen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 3: Energie

§ 3.2 Verwarmen

Nodig 

Boek, Schrift, pen & rekenmachine

Programma van de les

Herhaling §3.1

Uitleg §3.2 Soortelijke Warmte

zelfstandig aan de slag

Wat is een nadeel van 'eindige energie' (fossiele brandstoffen)?

1. Deze energie is heel duur.
2. Deze energiebronnen raken op.
3. Deze energiebronnen zijn slecht voor het milieu.
4. Deze energiebronnen zijn niet in Nederland te vinden.

Fossiele energiebronnen raken een keer op.

Welke energiebron is een fossiele energiebron?

1. steenkool
2. waterkracht
3. wind
4. zonlicht

Welke bewering is juist.
1. Hernieuwbare energiebronnen raken niet op
2. een stuwmeer is een voorbeeld van een
hernieuwbare energiebron.

1. bewering 1 is juist
2. bewering 2 is juist
3. beide beweringen zijn juist
4. beide beweringen zijn onjuist

Welke van deze energiebronnen zijn duurzaam?

1. Aardolie
2. Windenergie
3. Kernenergie
4. Getijdenenergie

Door de energietransitie komt er een nieuw energiesysteem met vier belangrijke kenmerken.
Welk van deze vier kenmerken hoort bij:
-je huis beter isoleren?

1. energie lokaal produceren
2. gebruik van energie beperken
3. energie opslaan
4. fossiele brandstoffen vervangen

Doel van de les

De leerling kent het verschil tussen warmte en temperatuur.

De leerling begrijpt wat een energiestroomdiagram is.

De leerling kent het verschil tussen kwalitatieve en kwantitatieve energie.

De leerling weet welke groot- en eenheden aan bod komen dit hoofdstuk.

De leerling  kan het begrip 'soortelijke warmte' uitleggen

De leerling kan de warmte-energie berekenen.

De leerling kan de hoeveelheid elektrische energie berekenen

Verwarmen

We willen water gaan verwarmen.

Hoe komen we er nu achter

hoeveel energie dat kost.

Dit kan door te kijken naar 

E = P x t.

Hiermee bereken je 

hoeveel energie je verbruikt.

Hoeveelheid elektrische energie berekenen

Formule:       E = P * t

E = energie in Joule

    P = vermogen in Watt

           t = tijdsduur in seconde

Anouk brengt een hoeveelheid water met een begintemperatuur van 12 graden Celsius in 18,5 seconde aan de kook. Het vermogen van de waterkoker is 2000 W.
Bereken de hoeveelheid toegevoerde energie.

Oplossing

vermogen:                              P = 2000 W.

tijdsduur:                                  t = 18,5 s.

                                  E =     P     *    t

                                  E = 2000 * 18,5

                                  E = 37000 J

Soortelijke warmte

De warmte die nodig is om 1 gram 

stof 1 graden Celsius warmer te 

maken.

Soortelijke warmte is een stof-

eigenschap. Deze grootheid wordt 

aangegeven met de het symbool c

Soortelijke warmte

Dit noteren we als:

Joule / gram * graad Celsius

J

_______________

g * oC

Hoeveelheid warmte in een stof berekenen

                                        Formule:       Q = m * c * Δ T

    Q  =  warmte (energie) in Joule

    m  = massa in gram

    c    = soortelijke warmte in Joule / gram * ^oC

   Δ T = temperatuurverschil in ^oC

Anouk brengt een hoeveelheid water met een begintemperatuur van 12 graden Celsius in 18,5 seconde aan de kook. Het vermogen van de waterkoker is 2000 W.
c water = 4200 J/kg*oC Bereken de massa van het water.

Oplossing

Elektrische energie omgezet in warmte:     37000 Joule

massa:                                        m = ?

soortelijke warmte:               c = 4200 J/kg * ^oC

temperatuurverschil:        Δ T = 100 - 12 = 88 ^oC

        Q      =    m   *      c     * Δ T

   37000 =    m   * 4200 *  88

   37000 =    m   *  369600

         m     =   37000/369600

         m     =   0,1 kg   (= 100 gram)

maken opgave 6a Klaar? 6b

maken opgave 6b klaar? 8

maken opgave 8 klaar? 1 t/m 8 

Warmte <=> temperatuur

Warmte is een vorm van Energie

Temperatuur is niet hetzelfde als warmte

Door warmte toe te voegen (=verhitten) of juist warmte weg te halen (=koelen) kun je de temperatuur van voorwerpen/stoffen veranderen

Wet van behoud van energie

Alle energie die een apparaat ingaat 

komt er ook weer uit. Het wordt alleen

omgezet in een andere energievorm: 

de nuttige energie. Meestal is de 

"afval" energie een vorm van warmte.

Het rendement is nooit 100%.

In het echt stoppen de kogels na een bepaalde tijd met heen en weer bewegen. Er ontstaat niet alleen bewegingsenergie, maar ook warmte.

maken opgave 3

Energiestroomdiagram

In een verwarmingsketel wordt aardgas verbrand. DUS:

Chemische energie wordt omgezet in warmte energie.

Dit kun je weergeven in

een energiestroomdiagram:

Energiestroomdiagram

Maken opgave 4

Welke energieomzetting is er in een batterij?

1. van chemische- naar stralingsenergie
2. van hoogte energie naar bewegingsenergie
3. van elektrische- naar chemische energie
4. van chemische- naar elektrische energie

Welke energieomzetting heb je in een lamp?

1. Van warmte naar stralingsenergie
2. Van warmte naar licht
3. Van elektrische energie naar stralingsenergie
4. Van elektrische energie naar stralingsenergie & warmte

Bij de verbranding van benzine vindt een energieomzetting plaats.
Welke energieomzetting is dat?

1. Bewegingsenergie wordt omgezet in warmte.
2. Chemische energie wordt omgezet in warmte.
3. Stralingsenergie wordt omgezet in chemische energie.
4. Warmte wordt omgezet in chemische energie.

Kwaliteit van de energie

De kwantitatieve energie blijft bij een energieomzetting altijd gelijk. Echter is het vaak zo dat een deel van de energie niet meer nuttig is. De kwalitatieve energie neemt daarbij af. 

Grootheden en eenheden

Grootheid	symb	eenheid	symb
Energie	E	Joule	J
Warmte	Q	Joule	J
temperatuur	T	graden Celsius	*C
temperatuurverschil	T	graden Celsius	*C
soortelijke warmte	c	Joule per kg graden Celsius	J/kg*C
Vermogen	P	Watt	W
tijd	t	seconde	s

Δ

Zelfstandig aan de slag

Havo:

Lees §3.2 

Maak §3.2  opgave 1 t/m 8