hst 6 samenvatting 6.1-6.5

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo g, t, mavo
• Leerjaar 3

Hst 6 Warmte

Vandaag

Herhaling H6.2-H6.5

Maken rekenopdrachten

PTA H6 op woensdag 13 november 2024

Leerdoelen 6.2 + 6.3

• Ik kan beschrijven hoe warmtetransport door geleiding, Stroming en Straling plaatsvindt.

• Ik kan beschrijven op welke manieren warmteverlies bij een huis ontstaat en hoe je dat kunt tegengaan door te isoleren 

• Ik kan uitleggen wat de isolatiewaarde (k-waarde) betekent
  

• Ik kan beschrijven wat goede isolatoren zijn.
  

Hoe gaat het in huis?

Aardgas verbrand in de CV-ketel.

Via pomp door leidingen naar

 de radiatoren.

Hoe werkt een CV - installatie

• Aardgas verbranden in de ketel
• => Warme gassen ontstaan 
• => verwarmen water water

• Pomp zorgt voor rondpompen warm water

 

• Radiatoren verwarmen de ruimte

• Afgekoelde water gaat terug naar ketel om weer opgewarmd te worden
  

Mogelijkheid voor verwarmen huis:

* Radiatoren

* Vloerverwarming

* Heteluchtverwarming

* Kachels

warmtetransport

Warmte gaat altijd van een warm gebied naar een koud gebied.

Dat kan op 3 manieren:

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. 

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.
• Meer warmte doorlaten =>
• hogere isolatiewaarde (k-waarde)

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.

Isolatie

Isolatiemateriaal bestaat uit kleine luchtzakjes. Lucht is een slechte warmtegeleider, en dus een goede isolator!

In het glas is er warmtetransport door

1. Geleiding
2. Stroming
3. Straling
4. Geen

In welke toestand kan warmtetransport door stroming niet plaatsvinden?

1. vast
2. vloeibaar
3. gas

Welke vorm van warmtetransport gebruikt de zon om de aarde te verwarmen?

1. geleiding
2. stroming
3. straling

Leerdoelen 6.4 

• Ik kan benoemen welke stoffen verantwoordelijk zijn voor het broeikaseffect, zure regen en smog
  

• beschrijven wat fossiele brandstoffen zijn 

• Ik kan benoemen hoe koolstofmonoxide kan ontstaan

• Ik kan uitleggen wat biobrandstoffen zijn en wat groene stroom 

broeikaseffect

fossiele brandstof =>

• koolstofdioxide + waterdamp.

Gevolgen!!!

Zure regen en Smog

Wat veroorzaakt zure regen en smog?

• Koolstof (roet), Stikstofoxiden (NO_x) en zwaveloxiden (SO_x)
• Irritatie ogen en luchtwegen

Fossiele brandstoffen

Welke fossiele
brandstoffen ken je?

Waar worden fossiele brandstoffen allemaal voor gebruikt?

Steenkool, aardolie (boorplatform Noordzee) en aardgas.

koolstofmonoxide

Als er koolstofmonoxide in de lucht zit, kun je koolstofmonoxide vergiftiging krijgen. 

– Koolstofmonoxide (en roet) komt vrij bij 

  onvolledige verbranding

– Onvolledige verbranding ontstaat 

   als er te weinig zuurstof 

   aanwezig is  bij de verbranding

Biobrandstoffen ...

• haal je uit plantenresten zoals hout en plantaardige olie

• raken  niet op, omdat je uit bijvoorbeeld landbouw altijd plantenresten zal hebben
  

• stoten wel CO₂ uit, maar omdat de planten tijdens het groeien zelf CO₂ omzetten, is de netto uitstoot minder dan bij fossiele brandstoffen
  

Groene Stroom

• Sommige elektriciteitscentrales mengen fossiele brandstof met biobrandstoffen. (afval van planten en mest van dieren)
• Een groene energiebron raakt niet op en is minder schadelijk voor het milieu.
• Deze elektrische energie noemen we groene stroom. 

Leerdoelen 6.5

• Ik kan benoemen welke energiesoorten er zijn

• Ik kan beschrijven wat een energieomzetting is

• Ik kan rekenen met rendement

• Ik kan rekenen met de verbrandingswarmte

Energie kun je omzetten in een andere vorm

• licht 
• geluid
• warmte 
• elektriciteit 
• beweging
• chemische energie

 

Energie bestaat in
verschillende vormen  

Bij energie omzettingen gaat nooit energie verloren, dit is :

WET VAN BEHOUD VAN ENERGIE

Hoofdwetten van de warmteleer

Eerste hoofdwet: Energie gaat nooit verloren.

De som van de energieën voor de omzetting is gelijk aan de som van de energieën na de omzetting

Elektrische energie gaat nooit verloren

Waar!

Rendement

Elektrische warmtebronnen

G: Eop= 20.000 J,     Eaf = 13.000 J

G: rendement =  ? %

F: 

U:

A: Het rendement van de waterkoker is 65 %.

η=​E​af​​​​E​op​​​​ ⋅ 100

η=​20000​​13000​​ ⋅ 100 = 65

Verbrandingswarmte

De verbrandingswarmte is de hoeveelheid warmte die een bepaalde hoeveelheid brandstof kan leveren.

Of met de formule:

Q = verwarmingswarmte x volume

Of met de formule:

Volume = Q : verbrandingswarmte = 3 : 32 = 0,09 m3 

Steenkool heeft een verbrandingswarmte van 29 MJ/kg.
Wat betekent dit?

1. 1 MJ warmte nodig is om 29 kg steenkool te verbranden.
2. 29 MJ warmte nodig is om 1 kg steenkool te verbranden.
3. 1 MJ warmte vrijkomt bij verbranding van 29 kg steenkool.
4. 29 MJ warmte vrijkomt bij verbranding van 1 kg steenkool.

Marcella gaat een kampvuur maken met 700 gram hout (verbrandingswarmte 16 MJ/kg), hoeveel warmte komt er vrij als ze al het hout verbrand?

1. 22 900 MJ
2. 11 200 MJ
3. 22,9 MJ
4. 11,2 MJ

De verbrandingswarmte van biogas is 21 MJ/m3. Hoeveel verbrandingswarmte zit er in 3 m3 biogas?

1. 7 MJ
2. 18 MJ
3. 24 MJ
4. 63 MJ

Dit was de samenvatting

Straks extra opdrachten maken

Donderdag 7 november oefentoets

Woensdag 13 november PTA 

Nakijken 

Extra rekenopdrachten

Opdracht 1: Joep kan zijn woonkamer verwarmen met een houtkachel en met een gaskachel.

Op een avond verbrandt hij 8 blokken hout met een totale massa van 9,6 kg.

a Bereken hoeveel warmte het hout levert.

Omdat zijn hout op is, zet Joep de avond erna de gaskachel aan. Met het verbranden van het gas komt 76,8 MJ aan warmte vrij.

b Bereken hoeveel kubieke centimeter aardgas die avond verbrand is.

Gegevens:

• Verbr.W hout = 10 000 J/g (binas)
• m = 6,9 kg = 6 900 gram

Gevraagd:

• Warmte (Q) = ? J (MJ)

Formule:

• Q = massa x verbrandingswarmte

Uitwerking:

• Q = 6900 x 16000 = 153 600 000 J

Antwoord:

• De warmte die vrijkomt is 154 MJ

Opdracht 1: Joep kan zijn woonkamer verwarmen met een houtkachel en met een gaskachel.

Op een avond verbrandt hij 8 blokken hout met een totale massa van 9,6 kg.

a Bereken hoeveel warmte het hout levert.

Omdat zijn hout op is, zet Joep de avond erna de gaskachel aan. Met het verbranden van het gas komt 76,8 MJ aan warmte vrij.

b Bereken hoeveel kubieke centimeter aardgas die avond verbrand is.

Gegevens:

• Verbr.W aardgas = 32 J/cm3 (binas)
• Q = 76,8 MJ = 76 800 000 J

Gevraagd:

• Volume aardgas = ? cm3

Formule:

• Q = Volume x verbrandingswarmte
• Volume = Q : verbrandingswarmte

Uitwerking:

• V = 76 800 000 : 32 = 2 400 000 cm3

Antwoord:

• Het volume is 2 400 000 cm3 (= 2,4 m3)

Opdracht 2: 

In een CV-ketel wordt de chemische energie omgezet in warmte. In een bepaalde periode gebruikt de ketel 140 kJ aan energie. Daarvan wordt 119 kJ omgezet in warmte.

Bereken het rendement.

Gegevens:

• Etot = 140 kJ
• Enut = 119 kJ

Gevraagd:

• 𝜂 = ? %

Formule:

• 𝜂 = (Enut : Etot) x 100%

Uitwerking:

• 𝜂 = (119 : 140) x 100

Antwoord:

• het rendement is 85%

Opdracht 3: 

Het rendement van een gewone lamp is 5%. Er wordt in totaal 800 kJ uit het elektriciteitsnet opgenomen.

Hoeveel energie gaat er 'verloren'?

Verhoudingstabel?

Gegevens:

• 𝜂 = 5% 
• Etot = 800 kJ

Gevraagd:

• Everlies = ? J
• (dus verlies => reken eerst Enut uit)

Formule:

• 𝜂 = (Enut : Etot) x 100%
• Enut = (𝜂 x Etot) : 100%

Uitwerking:

• Enut = 5 x 800 : 100 = 40 kJ
• Everlies = Etot - Enut = 800 - 40 = 760 kJ

Antwoord:

• Er gaat 760 kJ aan energie verloren

Opdracht 4: 

Het rendement van een stofzuiger is 35%. De totale hoeveelheid nuttig gebruikte energie is 560 kJ.

Bereken de energie die de stofzuiger gebruikt uit het net.

Verhoudingstabel?

Gegevens:

• 𝜂 = 35% 
• Enut = 560 kJ

Gevraagd:

• Etot = ? kJ

Formule:

• 𝜂 = (Enut : Etot) x 100%
• Etot= Enut : (𝜂 x 100%)

Uitwerking:

• Etot = 560 : (35 x 100) = 1600 kJ

Antwoord:

• Er komt 1600 kJ aan energie uit het net (stopcontact)

opg 31-34

• 31: Energie gaat nooit verloren
  
• 32A: De kogel aan de rechterkant gaat ook bewegen
  
• 32B: De energie van de linker kogel wordt doorgegeven aan de andere kogels, waardoor de laatste kogel ook gaat bewegen. De energie wordt omgezet naar de laatste kogel
  
• 33: Stralingsenergie (licht), Geluid, Warmte
  
• 34: Warmte
  

Morgen Oefentoets

Dinsdag 12 november

• bespreken oefentoets
• Samenvatting H6 Warmte

Woensdag 13 november 

PTA / Schoolexamen H6 Warmte

JULLIE KUNNEN HET :)