5.1 Energieomzettingen

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

H5 Energie en duurzaamheid

Lesdoelen

Aan het einde van de les ...

• kan je uitleggen dat energie nooit verloren gaat;
• Kan je energieomzettingen in een energiestroomdiagram weergeven;
• weet je wat het rendement is en je .

Energiebronnen

• Chemische energie 
    brandstof
• Elektrische energie
• Stralingsenergie

voor een auto

Wet van behoud van energie

• Energie kan niet verdwijnen of gemaakt worden.
• Energie kan wel worden omgezet.

Formules (herhalen)

nieuw! Zwaarte-energie:

Elektrische energie: 

P = vermogen in W of J/s

t = tijd in s

1 kWh = 3,6 *10⁶ J

Ez=m⋅g⋅h

E=P⋅t

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie:

Ez= Zwaarte-energie in Joule

m= massa in kg

g= 

h= hoogte in meter

(dus eigenlijk de zwaartekracht maal de hoogte)

Ez=m⋅g⋅h

9,81​s​2​​​​m​​

Energie-

omzettingen

Energiestroomdiagram

Welke energieomzetting heb je in een zonnepaneel?

1. Elektrische energie in licht en warmte
2. Warmte in licht en elektrische energie
3. Licht in elektrische energie en warmte
4. Licht in chemische energie en elektrische energie

Wat voor soort lampen zou jij in huis gebruiken?

1. Gloeilampen
2. Spaarlampen
3. LED lampen

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

De lampen geven evenveel licht. 

Wat is de nuttige energie van deze centrale?

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

Wat is de nuttige energie van dit apparaat?

1. chemische energie
2. stralingsenergie
3. bewegingsenergie
4. elektrische energie

Wat is de nuttige energie van dit apparaat?

1. warmte
2. lichtenergie
3. bewegingsenergie
4. chemische energie

In je kamer staat een lamp met daarin een gloeilamp. Deze gloeilamp zet van elke 150 J die aangevoerd wordt 10 J om naar licht, de rest wordt omgezet naar warmte. Wat is het rendement van de gloeilamp?

1. 15%
2. 6,67%
3. 3,33%
4. 50%

Wat is de opgenomen energie van deze windmolen?

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

4,0 J van 6,5 J energie wordt omgezet in warmte door een lamp. Wat is het rendement van de lamp?

1. 171%
2. 38%
3. 62%
4. 15%

Rendement berekenen

n=rendement in %

Eaf=afgestane nuttige energie in joule (J)     (bij P is het Watt)

Eop=opgenomen energie in joule (J)                (bij P is het Watt)

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

%

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

Voorbeeld

Een kookplaat produceert 400 J aan elektrisch energie. De energie die de kookplaat nodig heeft is 5000 J. Bereken het rendement.

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η = 

η = 

8%

18%

20%

26%

74%

80%

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​8,0⋅10​3​​​​5,9⋅10​3​​​​⋅100=74

η=​40​​8​​⋅100=20

%

%

%

Een zonnepaneel vangt zonlicht op en produceert 300 J aan elektrisch vermogen. 900 J van het zonlicht wordt niet omgezet in elektrische energie. Wat is het rendement?

%

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

Een zonnepaneel vangt zonlicht op en produceert 300 J aan elektrisch vermogen. 900 J van het zonlicht wordt niet omgezet in elektrische energie. Wat is het rendement?

Een zonnepaneel vangt zonlicht op en produceert 300 J aan elektrisch vermogen. 900 J van het zonlicht wordt niet omgezet in elektrische energie. Wat is het rendement?

%

η=​1200​​300​​⋅100=25

%

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100