H5 - §5.1 Energieomzettingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Welkom in de les

Vandaag:

• lesdoelen §5.1
• instructie §5.1
• opdrachten / nakijken
• Bespreken onderzoek

 

H5 - Energie en duurzaamheid

Je leert ...

• aangeven dat energie nooit verloren gaat en alleen van de ene in de andere vorm wordt omgezet;
• Gravitatie of zwaarte energie.
• energieomzettingen in een energiestroomdiagram weergeven;
• de energie uitrekenen met behulp van vermogen;
• het rendement van een energieomzetting uitrekenen;
• energie van joule naar kWh omrekenen en andersom.

Hoeveel liter water gaat er per seconde over de rand van de Niagara watervallen?

1. 200.000 L
2. 800.000 L
3. 1.600.000 L
4. 2.200.000 L

Hoe hoog is de Niagara waterval?
(Horseshoe Falls)

1. 25 m
2. 35 m
3. 50 m
4. 65 m

Zwaarte-energie is een vorm van potentiële-energie

Ez = zwaarte-energie in Joule

m = massa in kg

g = valversnelling = zwaartekrachtversnelling

        g (aarde) = 9,8 m/s²

h = hoogte(verandering) in meter 

Wat is de massa van 1,0 L water ?

1. 200 g
2. 1,0 kg
3. 100 g
4. 10 kg

Hoeveel zwaarte-energie wordt per seconde omgezet in bewegingsenergie bij de Niagara watervallen?
m = 2,2x10^6 kg
h = 50 m
g = 9,8 m/s²

1. 1,1x10^3 J
2. 1,1x10^6 J
3. 1,1x10^9 J
4. 1,1x10^12 J

Niagara waterval = 1,1x10^9 J per seconde

Verbruik elektrische auto : 0,15 kWh per km = = 540 kJ / km

Hoeveel km kan een elektrische auto rijden op 1 seconde Niagara energie?

1. ongeveer 2.000 km
2. ongeveer 20.000 km.
3. ongeveer 30.000 km
4. ongeveer 200.000 km

Zwaarte-energie is een vorm van potentiële-energie

Ez = zwaarte-energie in Joule

m = massa in kg

g = valversnelling = zwaartekrachtversnelling

        g (aarde) = 9,8 m/s²

h = hoogte(verandering) in meter 

Je leert ...

• aangeven dat energie nooit verloren gaat en alleen van de ene in de andere vorm wordt omgezet;
• Gravitatie of zwaarte energie.
• energieomzettingen in een energiestroomdiagram weergeven;
• de energie uitrekenen met behulp van vermogen;
• het rendement van een energieomzetting uitrekenen;
• energie van joule naar kWh omrekenen en andersom.

Discussievraag

Een race over 300 km waarbij 

optimale energieomzettingen 

een rol spelen.

Waar haalt deze auto de energie 

vandaan om te rijden?

Energiebronnen? 

• chemische energie (aardolie, aardgas, steenkool)
• zonne-energie 
• windenergie
• waterkrachtenergie
• kernenergie
• biomassa 
• lucht en bodemwarmte
• oceaanenergie

energie soorten

• elektrische energie
• warmte
• licht en stralingsenergie
• bewegingsenergie (kinetische energie)
•  zwaarte-energie (potentiële energie)
• kernenergie
• veer-energie

Energiestroomdiagram

Welke energieomzetting heb je in een zonnepaneel?

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

Energie en vermogen

Vermogen is de energie die per seconde wordt geleverd of gebruikt, uitgedrukt in Watt.

E=P⋅t

1 kWh = 3.600.000 J

Welke vorm van energie wordt er opgenomen door een windmolen?

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

Rendement

De lampen geven evenveel licht.

Rendement

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

Even oefenen

Bereken van beide energieomzetters

het rendement.

Even oefenen

G: Etot = 40 J,    Enut = 8J

G:         = ? %

F: 

B: 

A: het rendement van deze energieomzetter is 20%

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​40​​8​​⋅100=20

%

η

Even oefenen

G: Etot = 8,0 J,    Enut = 5,9J

G:         = ? %

F: 

B: 

A: het rendement van deze energieomzetter is 73,75 %

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η=​8​​5,9​​⋅100=73,75

%

η

Even oefenen

Een stofzuiger heeft een vermogen van 75 W en staat 1,5 uur aan.

a. Bereken hoeveel energie de stofzuiger in totaal gebruikt.

Het rendement van de stofzuiger is 65 %.

b. Bereken hoeveel nuttige bewegingsenergie is ontstaan.

Even oefenen

G: P = 75 W,    t = 1,5 h = 5400 s

G:  E = ?  

F: 

B: 

A: de totale energie is 405.000 J = 405 kJ

E=P ⋅ t

E=75 ⋅ 5400=405.000

Even oefenen

G: E tot = 405 kJ,          = 65 %

G: E nut = ?

F: 

B:                                        =                                  = E_totaal = 405 : 0,65 = 263,08

A: de totale hoeveelheid nuttige bewegingsenergie is  263, 08 kJ

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

η

65=​E​totaal​​​​405​​⋅100

0,65=​E​totaal​​​​405​​

Aan de slag!

Lezen §5.1 uit je boek

Maak: 1 t/m 15

Zs

Aan de slag!

Lezen §5.1 uit je boek

Maak: 1 t/m 15

Zf

Wat weet je al???

Wat voor soort lampen zou jij in huis gebruiken?

1. Gloeilampen
2. Spaarlampen
3. LED lampen

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%

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%

Je kunt...

• aangeven dat energie nooit verloren gaat en alleen van de ene in de andere vorm wordt omgezet;
  
• energieomzettingen in een energiestroomdiagram weergeven;
  
• de energie uitrekenen met behulp van vermogen;
  
• het rendement van een energieomzetting uitrekenen;
  
• energie van joule naar kWh omrekenen en andersom.
• rekenen met zwaarte-energie

Ja, dat kan ik!

😒🙁😐🙂😃

aan het werk

• Nakijken en verbeteren 5.1 (nakijkblad in teams) 
• Werken aan het onderzoek; formuleren van de juiste onderzoeksvraag. Hoe ga je het aanpakken?
• Bronnen onderzoek: ga opzoek naar bronnen over dit onderwerp.