24-25 5.1 nogmaals - deel II - Rendement II en hoogte-energie

1 / 33

Slide 1: Tekstslide

NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 3

In deze les zitten 33 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 1 video.

Lesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Pak a.j.b. je spullen:

Slide 2 - Tekstslide

Meer rust in de klas!

stil als iemand de beurt heeft (klasgenoot of ik)
geen stem verheffen bij werken met overleg

1e keer: Waarschuwing --> Maximaal 2 namen op het bord

2e keer: Kleine schrijfopdracht in kabinet --> Max. 2 keer

3e keer: Eruit, naar Loket 21 + werkinhaaluur

Nooit!

Gooien, Rotzooi maken, Klooien
Jassen aan / Tassen op tafel

Slide 3 - Tekstslide

Vandaag

5.1 Rendement & Hoogte-energie

Rendement: Stappenplan, lastige opgave
Som maken
Hoogte-energie
Som maken
Formatieve vraag

Slide 4 - Tekstslide

Leerdoelen

Je kunt rekenen rendement.
Je kunt rekenen met zwaarte-energie.
Je kunt rekenen met vermogen.

Slide 5 - Tekstslide

Welke energieomzetting heb je in een lamp?

Van warmte naar stralingsenergie

Van warmte naar licht

Van elektrische energie naar stralingsenergie

Van elektrische energie naar stralingsenergie & warmte

Slide 6 - Quizvraag

Een vermogen van 1 Watt,
oftwel: P = 1 W,
betekent een energieverbruik van?

1 J *s (Joule-seconde)

1 J (Joule)

1 kWh (kiloWattUur)

1 J / s (Joule per sec.)

Slide 7 - Quizvraag

Hoeveel energie verbruikt een radio van 110W, die 30 seconden aan staat?

3300 J

1100 J

3300 W

1100 kWh

Slide 8 - Quizvraag

Energie-

omzettingen

Energiestroomdiagram

Slide 9 - Tekstslide

Rendement

Wat bedoel ik als ik zeg:

Die beamer heeft een rendement van 25%?

Slide 10 - Tekstslide

1. Energie gaat nooit verloren

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

40 = 8 + 32

8, 0 = 5, 9 + 2, 1

P^{​ n u t t i g ​ ​} + P^{​ v e r l o r e n ​ ​} = P^{​ t o t a a l ​ ​}

5, 9 k W + 2, 1 k W = 8, 0 k W

8 J + 32 J = 40 J

8,0 kW

5,9 kW

2,1 kW

Slide 11 - Tekstslide

2. Rendement

of andersom:
20% x 40 J = 8 J

of andersom:

74% x 8,0 kW = 5,9 kW

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ 8 J ​ ​}{​ 4 0 J ​} = 0, 2 = 20 %

η = 20 %

η = 74 %

η = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ 5 , 9 k W ​ ​}{​ 8 , 0 k W ​} = 0, 74 = 74 %

8,0 kW

5,9 kW

2,1 kW

Slide 12 - Tekstslide

3. Nuttig + Verlies = 100%

100%-η

=100%-20%=80%

100%-η

=100%-74%=16%

η = 20 %

η = 74 %

verlies=80%

verlies=16%

8,0 kW

5,9 kW

2,1 kW

Slide 13 - Tekstslide

3. %-verlies = 100% - η

Formules kloppen ook met Vermogen (Energie/seconde):

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

P^{​ n u t t i g ​ ​} + P^{​ v e r l o r e n ​ ​} = P^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Slide 14 - Tekstslide

3. %-verlies = 100% - η

Formules kloppen ook met Vermogen (Energie/seconde):

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

P^{​ n u t t i g ​ ​} + P^{​ v e r l o r e n ​ ​} = P^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Stappenplan:

Maak een tekening
Schrijf alle getallen en eenheden in de tekening
Zoek de formules (en schrijf ze om)
Reken uit met juiste eenheid
Controleer: Bijvoorbeeld met

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

Slide 15 - Tekstslide

2. of

3. %-verlies = 100% - η

Formules kloppen ook met Vermogen (Energie/Seconde):

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

P^{​ n u t t i g ​ ​} + P^{​ v e r l o r e n ​ ​} = P^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Opgave:

Ik heb gemeten dat mijn televisie

Opgave:

Ik heb gemeten dat mijn waterpomp 2000 J nuttig heeft besteed aan het oppompen van water.
Er staat op het apparaat dat het rendement 88% is.

Hoeveel elektrische energie heb ik nodig gehad om mijn pomp aan te drijven?

Stappenplan:

Maak een tekening
Schrijf alle getallen en eenheden in de tekening
Zoek de formules (en schrijf ze om)
Reken uit met juiste eenheid
Controleer: Bijvoorbeeld met

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

Slide 16 - Tekstslide

2. of

3. %-verlies = 100% - η

5min. alleen in stilte

Formules kloppen ook met Vermogen (Energie/seconde):

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Stappenplan:

Maak een tekening
Schrijf alle getallen en eenheden in de tekening
Zoek de formules (en schrijf ze om)
Reken uit met juiste eenheid
Controleer: Bijvoorbeeld met

P^{​ n u t t i g ​ ​} + P^{​ v e r l o r e n ​ ​} = P^{​ t o t a a l ​ ​}

η = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Opgave:

Ik heb gemeten dat mijn televisie

Opgave:

Ik heb gemeten dat mijn televisie 120W aan warmte produceert.
Er staat op de achterkant dat het rendement 80% is.

Wat is het nuttige vermogen dat mijn televisie heeft geproduceerd?

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

timer

5:00

Slide 17 - Tekstslide

Uitwisselen:
De volgende persoon mag het uitleggen:

Slide 18 - Tekstslide

Rendement

rendement = E_nuttig/E_totaal

Hoeveel nuttige energie levert de tl-buis?

Hoeveel nuttige energie levert de geiser?

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ i n ​ ​} ​}

η = 11%

η = 0,76

Slide 19 - Tekstslide

Rendement

rendement = E_nuttig/E_totaal

Hoeveel verloren energie (warmte) komt uit de tl-buis?

Hoeveel verloren warmte komt uit de geiser?

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ i n ​ ​} ​}

η = 11%

η = 0,76

Slide 20 - Tekstslide

Rendement

rendement = E_nuttig/E_totaal

Hoeveel energie gaat de tl-buis in?

Hoeveel energie gaat de geiser in?

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ i n ​ ​} ​}

η = 11%

η = 0,76

Slide 21 - Tekstslide

Zwaarte-energie

Als iets valt:
Wat neemt er dan toe?

En wat neemt er af?

Hoe schrijven we dat op
in energievormen?

Slide 22 - Tekstslide

Zwaarte-energie

Als iets valt:

neemt toe

neemt af

E^{​ k i n e t i s c h ​ ​} = E^{​ b e w e g i n g ​ ​}

E^{​ z ​ ​} = m \cdot g \cdot h

Bewegings-

energie

Zwaarte-
energie

E^{​ k i n e t i s c h ​ ​}

E^{​ z ​ ​}

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Video

Zwaarte-energie

Als iets opgetakeld wordt:

neemt toe

neemt af

E^{​ z w a a r t e ​ ​}

E^{​ e l e k t r i s c h ​ ​}

Zwaarte-
energie

Elektrische
energie

E^{​ z ​ ​}

E^{​ e l e k ​ ​}

Slide 25 - Tekstslide

Rekenen met zwaarte-energie

Hoogte is een vorm van energie!

massa * g* hoogte

E^{​ z w a a r t e ​ ​} = m \cdot g \cdot h

g = 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​}

m \cdot g \cdot h = 1 k g \cdot 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​} \cdot 5 m = 49 J

1 kg, 5 meter omhoog tillen kost:

Slide 26 - Tekstslide

Reken uit: 3min. in stilte

Hoeveel Joules kost het om zelf (dus jouw massa)
10 meter omhoog te gaan op een trap?

Reken het om naar kWh.

Hoogte is een vorm van energie!

massa * g* hoogte

E^{​ z w a a r t e ​ ​} = m \cdot g \cdot h

g = 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​}

1 k W h = 3, 6 M J = 3.600.000 J

k W h \to J \to \cdot 3.600.000

J \to k W h \to : 3.600.000

timer

3:00

Slide 27 - Tekstslide

Maak opgave 11, 8, 10, 12 blz. 150
vragen: Boek, Buur, Bureau

Energie = Vermogen * Tijd

óf
Energie in kWh: kW * h
1 kWh: Een apparaat van 1kW staat 1 uur aan.

E = P \cdot Δ t

1 k W h = 3, 6 M J

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ P ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ P ^{​ i n ​ ​} ​}

η \cdot E^{​ t o t a a l ​ ​} = E^{​ n u t t i g ​ ​}

E^{​ t o t a a l ​ ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ η ​}

E^{​ n u t t i g ​ ​} + E^{​ v e r l o r e n ​ ​} = E^{​ t o t a a l ​ ​}

%-verlies = 100% - η

Hoogte is een vorm van energie!

massa * g* hoogte

E^{​ z w a a r t e ​ ​} = m \cdot g \cdot h

g = 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​}

P = \frac{​ E ​ ​}{​ Δ t ​}

Huiswerkcontrole:
Opgave 6, 3, 1 blz. 149

Slide 28 - Tekstslide

Reken uit:

Ik heb een zware piano van 100kg omhooggetakeld.

Dat kostte me 10.000 J aan energie.

Hoe hoog heb ik hem opgetakeld?

Hoogte is een vorm van energie!

massa * g* hoogte

E^{​ z w a a r t e ​ ​} = m \cdot g \cdot h

g = 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​}

1 k W h = 3, 6 M J = 3.600.000 J

k W h \to J \to \cdot 3.600.000

J \to k W h \to : 3.600.000

Slide 29 - Tekstslide

Maak opgave 8, 11 blz. 150
vragen: Boek, Buur, Bureau

Energie = Vermogen * Tijd

Energie in Joule: Watt * seconde

óf
Energie in kWh: kW * h
1 kWh: Een apparaat van 1kW staat 1 uur aan.

timer

10:00

E = P \cdot Δ t

[E] = W \cdot s = J = J o u l e

1 k W h = 3, 6 M J

[E] = k W \cdot h = k W h

η = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ i n ​ ​} ​}

η \cdot E^{​ t o t a a l ​ ​} = E^{​ n u t t i g ​ ​}

E^{​ t o t a a l ​ ​} = \frac{​ E ^{​ n u t t i g ​ ​} ​ ​}{​ η ​}

1 - η = \frac{​ E ^{​ v e r l o r e n ​ ​} ​ ​}{​ E ^{​ t o t a a l ​ ​} ​}

Hoogte is een vorm van energie!

massa * g* hoogte

E^{​ z w a a r t e ​ ​} = m \cdot g \cdot h

g = 9, 81 \frac{​ N ​ ​}{​ k g ​}

Slide 30 - Tekstslide

Opgaven maken

Rustig overleg --> Kom naar voren voor vragen

Opgave 25 a & b, 24
blz. 155

Huiswerk = 25 a & b, 24
+ kijk na met antwoordenboek op Teams

Slide 31 - Tekstslide

Rekenen met kWh 1 kWh=0,30 €

Energie = vermogen * tijdsduur

1kWh = 1kW * 1 uur,
dus een apparaat van 1kW die 1 uur aan staat.

Stappenplan:

Reken vermogen om naar kW (=1000W)
Reken tijd om naar uren (=60min=3600s)
Vermenigvuldig aantal kW met aantal uur

Friteuse

Vermogen: 2500 Watt
Friet bakken kost 6 min.
+ 9 min. voorverwarmen

E = P \cdot Δ t

Slide 32 - Tekstslide

Doelen vandaag

Je kunt rekenen met vermogen in Watt.
Je kunt uitleggen wat vermogen en energie met elkaar te maken hebben.
Je kunt energie in Joules omzetten in kilowattuur

Slide 33 - Tekstslide

24-25 5.1 nogmaals - deel II - Rendement II en hoogte-energie

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Quizvraag

Slide 7 - Quizvraag

Slide 8 - Quizvraag

Slide 9 - Tekstslide

Slide 10 - Tekstslide

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Tekstslide

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Tekstslide

Slide 16 - Tekstslide

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Video

Slide 25 - Tekstslide

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Tekstslide

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Tekstslide

Slide 30 - Tekstslide

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Tekstslide

Slide 33 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

24-25 5.3 - Energie opwekken - deel I + opgave 5.1

24-25 5.1 nogmaals

24-25 5.3 - Energie opwekken - deel II

Herhaling H4 + H5 - les 3

6.5 Elektrische energie

Les 2 - §5.1 energieomzettingen

§5.1 Energieomzettingen - les 2-2

5.1