5.1 Energieomzettingen - deel 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

H5 Energie en duurzaamheid

Lesplanning:

1. Introductie H5
2. Opgaven maken

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.

Welke energiebronnen
ken jij?

Energiebonnen

• Chemische energie / brandstof 
  
• Elektrische energie
• Stralingsenergie

voor een auto

Energievormen

• Chemische energie 
• Bewegingsenergie
• Elektrische energie
• Warmte
• Stralingsenergie 

Wet van behoud van energie

• Energie kan niet verdwijnen of gemaakt worden.

• Energie kan wel worden omgezet in een andere vorm van energie

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

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

De lampen geven evenveel licht. 

Wat wordt er bedoeld met het rendement van een energie-omzetting?

1. Hoeveel winst je ermee maakt
2. Hoe zuinig het apparaat is
3. Hoeveel verlies aan energie er optreedt
4. Hoeveel procent nuttige energie het oplevert

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Rendement berekenen

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

%

%

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​8,0⋅10​3​​J​​5,9⋅10​3​​J​​⋅100=74

η=​40J​​8J​​⋅100=20

%

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%

Maak de volgende opdrachten:

2, 3, 4, 9, 10

Het vermogen is ...

Vermogen

De energie die per seconde
wordt geleverd of gebruikt,
uitgedrukt in Watt.

Vermogen

E(J)=P(W)⋅t(s)

E(kWh)=P(kW)⋅t(h)

1 kWh = 3 600 000 J

Voorbeeld

Een elektrische auto met een massa van 1250 kg heeft een vermogen van 16 kW en rijd hiermee 15 minuten bergop.

Bereken in J en kWh de hoeveelheid elektrische energie die de motor heeft omgezet.

Gegevens

m = 1250 kg

P = 16 kW

t = 15 min 

E = ... J

E = ... kWh

Uitwerking

E (kWh) = P(kW) * t (h)

E = 16 * 0,25 = 4 kWh

1 kWh = 3 600 000 J

E = 4 * 3600000 = 1,44 *10⁷ J

Gegevens

m = 1250 kg

P = 16 kW

t = 15 min = 0,25 h

E = ... J

E = ... kWh

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

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

%

η=​1200​​300​​⋅100=25

%

Wat voor soort lampen zou jij in huis gebruiken?

1. Gloeilampen
2. Spaarlampen
3. LED lampen

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

η = 

η = 

8%

18%

20%

26%

74%

80%

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%

Een wasmachine van 1000 W staat 1 uur en 30 min aan. Bereken het energieverbruik in kWh.

1. Energie = 1000 : 1.5 = 666.7 kWh
2. Energie = 1000 x 1.5 = 1500 kWh
3. Energie = 1 x 1.5 = 1.5 kWh
4. Energie = 1 x 1.30 = 1.3 kWh

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

1. 25%
2. 33%
3. 300%
4. 10%