Herhaling H3 Energie

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

Herhaling

Leerdoelen 3.1

1. Je kunt toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven. 
2. Je kunt de werking van een elektriciteitscentrale beschrijven. 
3. Je kunt benoemen dat afvalwarmte ontstaat in een elektriciteitscentrale en dat deze nuttig gebruikt kan worden.  
4. Je kunt joule en kilowattuur naar elkaar omrekenen.

De werking van een gasgestookte elektriciteitscentrale

Het energiestroomdiagram van een elektriciteitscentrale

Eenheid van energie

J

KJ

MJ

kWh

Eenheid omrekenen

J

KJ

Eenheid omrekenen

J

KJ

:1000

Eenheid omrekenen

J

KJ

MJ

Eenheid omrekenen

J

KJ

MJ

:1000

Eenheid omrekenen

J

KJ

MJ

kWh

:3.600.000

Van kWh naar Joule

• E = P x t
• 1 kWh = 1kW x 1h
• 1kWh = 1000W x 3600s
• 1kWh = 3.600.000 J

Van kWh naar Joule

• E = P x t
• 1 kWh = 1kW x 1h
• 1kWh = 1000W x 3600s
• 1kWh = 3.600.000 J

:3.600.000

Een paar checkvragen..

Welke energiebron is een chemische energiebron?

1. Zonlicht
2. Wind
3. Steenkool

Welke energieomzetting vindt er plaats in de elektriciteitscentrale?

1. Elektrische energie --> Bewegingsenergie
2. Windenergie --> Elektrische energie
3. Chemische energie --> Elektrische energie
4. Chemische energie --> Stralingsenergie

Afvalwarmte kan worden omgezet in elektrische energie.

1. Waar
2. Niet waar

Bereken:
400 J = ... kJ

1. 400 x 1000 = 400.000 kJ
2. 400 : 1000 = 0,400 kJ

Bereken:
3 kJ = ... J

1. 3 x 1000 = 3000 J
2. 3 : 1000 = 0,003 J

Bereken:
6.000.000 J = ... MJ

1. 6.000.000 : 1.000.000 = 6 MJ
2. 6.000.000 x 1.000.000 = 6.000.000.000.000 MJ

Bereken:
1 MJ = ... J

1. 1 x 1.000.000 = 1.000.000 MJ
2. 1 : 1.000.000 = 0,000001 MJ

Leerdoelen 3.2

• Je kunt bewegingsenergie beschrijven.
• Je kunt de onderdelen van een windturbine beschrijven.
• Je kunt het verband leggen tussen windsnelheid en opgewekt elektrische vermogen door een windturbine.
• Je kunt voordelen en nadelen benoemen van het gebruik van windturbines.

Windenergie

Bij windenergie wordt bewegende lucht omgezet in een andere vorm van energie. Bij de moderne windmolens wordt het omgezet in elektriciteit.

De werking van een windturbine

Bewegingsenergie

Bewegende voorwerpen hebben een vorm van energie. Dit noemen we bewegingsenergie. Hoe sneller het voorwerp beweegt, des te groter is de bewegingsenergie. 

Een harde klap met een hamer zorgt ervoor dat je de spijker sneller in het hout slaat dan een zachte klap. Hoe groter de massa, des te groter is de bewegingsenergie. Een grote zware hamer zorgt ervoor dat je de spijker sneller in het hout slaat dan een kleine hamer. 

Bewegingsenergie

Wind is het bewegen van lucht, dus wind bevat bewegingsenergie.

Als het hard waait dan gaat de wind sneller, maar het is ook verplaatsen van veel lucht (dus ook meer massa). Dit kun je merken omdat je niet kunt blijven staan als het heel hard waait. Je kunt er zelfs een groot schip mee vooruit duwen.

Het verband tussen de windsnelheid en elektrisch vermogen.

Nu volgen er een aantal checkvragen..

Welke twee grootheden zorgen voor de grootte van de bewegingsenergie?

1. Snelheid en afstand
2. Snelheid en massa
3. Afstand en massa
4. Verbrandingswaarde en snelheid

Wat is het symbool voor snelheid en wat is het symbool voor massa?

1. Snelheid = s massa = m
2. snelheid = v massa = F
3. Snelheid = v massa = m
4. Snelheid = s Massa = F

Wat is de eenheid van snelheid en massa?

1. Snelheid = m/s massa = kg
2. snelheid = m massa = N
3. Snelheid = m/s massa = N
4. Snelheid = m Massa = kg

Wat is een voordeel van windenergie boven de chemische energie van een verbranding.

1. Windenergie is goedkoper
2. Windenergie is altijd te gebruiken (ieder moment dat het nodig is).
3. Windenergie geeft meer energie
4. Windenergie is beter voor het milieu

Sleep de juiste beschrijving naar elk woord

Vervoert elektrische energie naar woningen en bedrijven

Verhoogt de spanning tot 10.000 V

Zet bewegingsenergie om in elektrische energie

Verhogen het aantal omwentelingen per seconde

Zorgen ervoor dat de windturbine gaat draaien

Wieken

Tandwielen

Generator

Transformator

Elektriciteitsnet

Herhaling

Planning

Herhalen 3.3 en 3.4

Afmaken H3 + test jezelf 3.1 t/m 3.4

Leerdoelen 3.3

• Je kunt stralingsenergie beschrijven.
  
• Je kunt de onderdelen van een zonnecollector beschrijven.
• Je kunt de werking van een zonnepaneel beschrijven. 
• Je kunt het rendement van zonnecellen berekenen. 

Energie uit zonlicht

Zonlicht bevat stralingsenergie
Planten gebruiken zonlicht om zichzelf op te bouwen: fotosynthese.

Zonnecollector

Stralingsenergie -> warmte (thermische energie)

De zonnecollector

Blz. 57 tekstboek

1. Zwarte plaat absorbeert warmte.
2. Water in buizen wordt warm.
3. Dubbelglas vermindert warmteverlies.
4. In de warmtewisselaar wordt de warmte aan leidingwater afgegeven.

Zonnepaneel

Een zonnepaneel bestaat uit vele zonnecellen

stralingsenergie -> elektrische energie

Rendement bij zonnepanelen

Het rendement berekenen. (E in Joule !)

Het rendement berekenen (P in Watt)

Rendement in de BINAS

Een zonnecollector zet zonne-energie om in:

1. elektriciteit
2. warmte

Bekijk de afbeelding hiernaast. Wat is het rendement van deze geiser?

1. 80%
2. 26%
3. 74%
4. 36%

leerdoelen 3.4

1. Je kunt de werking van een waterkrachtcentrale beschrijven.
2. Je kunt zwaarte-energie beschrijven
3. Je kunt de zwaarte-energie van een voorwerp berekenen.
4. Je kunt het rendement van een waterkrachtcentrale berekenen.

elektriciteit uit een stuwmeer

stuwdammen wordt aangelegd in bergachtige gebieden

er ontstaat een diep stuwmeer

Meestal staat er in een stuwmeer ook een waterkrachtcentrale.

Water loopt uit het stuwmeer.

Het weglopende water kan elektriciteit opwekken.

elektriciteit uit een stuwmeer

1. water loopt omlaag via de pijpleidingen

2. het water brengt de schoepen van een waterturbine in beweging

3. de turbine drijft een generator aan

4. de elektrische energie wordt via het elektriciteitsnet geleverd aan woningen en bedrijven

waterkracht centrale

Water bevat zwaarte-energie

Deze zwaarte-energie wordt in een waterkrachtcentrale omgezet in elektrische energie

De hoeveelheid zwaarte-energie hangt af van:

- de massa van het water

- de sterkte van de zwaartekracht ( op aarde altijd 10)

- de hoogte

zwaarte-energie

m = massa in kg

g = 10

h = hoogte in meters

Ez = zwaarte-energie in joule

Een stuwmeer wordt meestal aangelegd

1. in gebieden zonder hoogteverschil( vlak)
2. in gebieden met een beetje hoogte verschil (heuvels)
3. in gebieden met veel hoogteverschil ( bergen)

Door een beekje stroomt per minuut 4,8 m³ water. Dit water wordt gebruikt om een waterrad te laten draaien. Tussen het water voor en na het waterrad is een hoogteverschil van 2,0 m.

Bereken de zwaarte-energie van 4,8 m³ water op 2,0 m hoogte. 1 m³ water heeft een massa van 1000 kg

Huiswerk

Aan het eind van deze week is af:

3.1, 3.2, 3.3 en 3.4

Test jezelf van 3.1, 3.2, 3.3 en 3.4

Na de vakantie starten we met hoofdstuk 7.

De toets in de toetsweek gaat over hoofdstuk 3 en 7.