5.1 Energie in huis

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

5.1

Energie in huis

Leerdoelen

- Je weet wat verbrandingswarmte, soortelijke warmte en rendement betekenen.

- Je kunt benoemen waar we energie voor gebruiken.

-Je kunt berekenen hoeveel warmte je nodig hebt om stoffen op te warmen.

Hoe zat het ook alweer? Wat is de eenheid van energie?

1. Coulomb
2. Joule
3. kiloWatt
4. Weet ik niet

Noem zoveel mogelijk voorwerpen in huis die energie verbruiken

Waar komt die energie vandaan?

Verbrandingswarmte

Geeft aan hoeveel energie de verbranding van 1 kubieke meter of 1 kilo van een bepaalde stof oplevert.

2 veelgebruikte brandstoffen zijn olie en aardgas.

Welke orde van grootte zou 1 kubieke meter aardgas aan energie geven?

1. Duizendtallen
2. Tienduizendtallen
3. Miljoenen
4. Miljarden

1 m3 aardas levert 32 MJ aan energie. Bereken hoe lang je tv aan kan staan als deze een vermogen heeft van 250W.

Rendement

Rendement het percentage energie dat nuttig gebruikt wordt.

Bijvoorbeeld, een waterkoker heeft een rendement van 92%, dat houdt in dat 92 van de 100 joule nuttig gebruikt wordt om water te verwarmen. De overige 8 joule gaat verloren.

Geen enkel apparaat heeft een rendement van 100%.

Kijk nog eens terug naar de vraag over de televisie. Als je televisie een rendement van 95% heeft, en dat er bij de verbranding van aardgas 2% aan energie verloren gaat. Hoe lang kan je tv dan nog aanstaan?
Verbranding aardgas: 32MJ
TV aan: 35,5 uur
Vermogen: 250W

Soortelijke warmte

Waarom kookt 1kg olie eerder dan 1kg water?

Soortelijke warmte: De hoeveelheid energie nodig om 1 kg van een stof 1 graden te verhogen.

Formule om te berekenen:

​kg⋅°C​​J​​

Q=m⋅C⋅(T​e​​−T​b​​)

Rekenen aan warmte

Q = energie in Joule (J)

m = massa in kilogram (kg)

C = soortelijke warmte in

Te = temperatuur eind in celsius of Kelvin (C of K)

Tb = temperatuur begin in celsius of Kelvin (C of K)

Q=m⋅C⋅(T​e​​−T​b​​)

​kg⋅°C​​J​​

Voorbeeld

Hoeveel energie is er nodig om 3L water van 20 graden te verwarmen tot 70 graden?

m = 3 * 1000 = 3000 gram = 3 kilogram

Tb = 20 C

Te = 70 C

C = 4180

 

​kg⋅°C​​J​​

Q=3⋅4180⋅(70−20)=627000J

Je wilt thee zetten, hiervoor heb je 2L water nodig. Het water dat uit je kraan komt is 15 graden Celsius. Als je waterkoker een vermogen heeft van 1000W, hoeveel minuten moet je dan wachten tot je water kookt. Ga ervan uit dat het rendement van je waterkoker 100% is.
C= 4180

Q=m⋅C⋅(T​e​​−T​b​​)

Dit heb ik vandaag opgestoken: