4.1 verwarmen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3,4

Thema: rekenen aan energieomzettingen

Concepten:

wet van behoud van energie

energiesoorten

energie-stroomdiagram

soortelijke warmte

vermogen

Thema: rekenen aan energieomzettingen

Lesdoelen:

Ik weet wat er bedoeld wordt met de wet van behoud van energie

Ik kan 6 verschillende energiesoorten opnoemen.

Ik weet hoe je een energie-stroomdiagram tekent.

Ik weet wat er bedoelt wordt met soortelijke warmte.

Ik weet wat er bedoelt wordt met het vermogen.

Ik weet hoe je soortelijke warmte en energie kunt berekenen

Wet van behoud van energie

Energie gaat nooit verloren. Je kunt het alleen van de ene in de andere vorm omzetten.

30%

70%

100 %

apparaat

Energiesoorten

bewegingsenergie

warmte

chemische energie

stralingsenergie

elektrische energie

zwaarte-energie

Lamp

Wat voor soort energie gaat erin, en wat voor soorten energie komen er uit.

Zonnepanelen

Wat voor soort energie gaat erin, en wat voor soorten energie komen er uit.

Dynamo

Wat voor soort energie gaat erin, en wat voor soorten energie komen er uit.

benzine motor

Wat voor soort energie gaat erin, en wat voor soorten energie komen er uit.

energie-stroomdiagrammen

Energie voor en na altijd evenveel.

De energie wordt niet altijd omgezet in iets nuttigs (warmte)

soms is warmte zelfs heel hinderlijk

tenzij je warmte wilt

Energie-stroomdiagram cv-ketel

Soortelijke warmte van een aantal stoffen. 

Alleen de soortelijke warmte van water moet je uit je hoofd kennen. (4,2 J/g ⁰C)

Q=m⋅c⋅ΔT

Berekenen warmte

Q = warmte (Joule)

m = massa (gram)

c = soortelijke warmte (J/g ^oC)

Q=m⋅c⋅ΔT

Berekenen energieverbruik  

E = Energie (Joule)

P = vermogen (Watt of J/s)

t = tijd (s)

E=P⋅t

Wet van behoud van energie  

E=Q

P⋅t=m⋅c⋅ΔT

Thema: rekenen aan energieomzettingen

Lesdoelen:

Ik weet wat er bedoeld wordt met de wet van behoud van energie

Ik kan 6 verschillende energiesoorten opnoemen.

Ik weet hoe je een energie-stroomdiagram tekent.

Ik weet wat er bedoelt wordt met soortelijke warmte.

Ik weet wat er bedoelt wordt met het vermogen.

Ik weet hoe je soortelijke warmte en energie kunt berekenen.

zelfstandige verwerking

15 minuten de tijd.

Je mag zachtjes overleggen met de persoon naast je.

Houdt elkaar niet van het werk.

Alle berekeningen helemaal uitschrijven

Docent helpt de eerste 5 minuten niet

Zelfstandige verwerking

(niet af = huiswerk)

maak opgave 1,5,6,7 en 8

blz. 142 + 143

Nabespreken

Rendement

Percentage van de energie dat ergens in gestopt wordt dat wordt omgezet in nuttige energie.

warmtebronnen

Dompelaar

CV (centrale verwarmingsketel)

Fornuis

Elektrisch

Gas (chemische energie)

Gas (chemische energie)

Afvalwarmte

Niet alle energie wordt omgezet in elektriciteit!

Wet Behoud van Energie => Energie gaat nooit verloren!!!

Afvoeren afvalwater => Thermische verontreiniging

Energie omzetten in arbeid

De motor zet chemische energie om in bewegingsenergie: 

het verrichten van arbeid

Energiesoorten

bewegingsenergie

warmte

chemische energie

stralingsenergie

elektrische energie

zwaarte-energie

chemische energie → warmte

energiestroomdiagram

chemische energie

warmte

bewegings energie

Scooter

De energieomzetting van een rijdende scooter

Het rendement van de gloeilamp is 92%

1. juist
2. onjuist

Energie omzettingen

Start:

Herhaling energie en rendement.

Opdracht

Werkblad energie en rendement.         

Rendement

Percentage van de energie dat ergens in gestopt wordt dat wordt omgezet in nuttige energie

Energie berekenen

E = P x t

Rendement berekenen

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

E = Energie (Joule)

Antwoord = .... %

P = Vermogen (Watt of J/s)

Welke formule?

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

Bereken het rendement

Maak opgaven op werkblad

antwoorden aan het einde van de les

antwoorden

vraag 1: 14%

vraag 2: 20%

vraag 3: 41%

vraag 4a: 1152 MJ

vraag 4b: 39%

vraag 5a: 16500 kJ

vraag 5b : 12870 kJ

vraag 5c: 3630 kJ

Bereken het rendement van de zonnecel

Bereken het rendement

Op een zonnepaneel komt 680W aan stralingsenergie. Het zonnepaneel zet hiervan 400 Watt om in warmte. Bereken het rendement van dit zonnepaneel.

Een computer heeft een vermogen van 95 Watt en zet hiervan 15 Watt om in warmte.
Bereken het rendement van deze computer.

Een lamp heeft 10 000 Joule aan energie verbruikt.
De lamp heeft 7500 Joule aan licht gemaakt.
Wat is het rendement van deze lamp?

Een benzine motor heeft 50 000 Joule aan energie verbruikt.
En heeft hiervan 7500 Joule omgezet in warmte.

Wat is het rendement van deze motor?

Een lamp verbruikt 350 Joule aan elektriciteit en maakt 275 Joule aan warmte. Bereken het rendement van deze lamp.

Het rendement van een bepaalde Cv-ketel is 85%. De Cv-ketel heeft een vermogen van 200 W.
Hoeveel Watt aan warmte gaat "verloren"?