H3 Energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

3 Energie

Kennenlijst.

• Rekenen met de soortelijke warmte.
• Wat is "delta" T  (        T).
• Berekenen van de energie met het vermogen.
• Omrekenen van calorie naar Joule

Δ

Kunnenlijst

Energie-

omzettingen

Energiestroomdiagram

Waterenergie

Energie van water berekenen met zwaarte-energie:

Ez = m*g*h

Zwaarte-energie = massa*zwaartekracht * hoogte

Zwaarte-energie

Wat is de soortelijke warmte

Iedere stof heeft verschillende stofeigenschappen. (Kleur, geur, dichtheid, kook en smeltpunt)

Eén van de stofeigenschappen is de soortelijke warmte.

Wat is de soortelijke warmte

De soortelijke warmte geeft aan hoeveel energie er nodig is om de temperatuur (T) van 1 gram (m) van de stof met 1 graad Celsius te laten stijgen.

Voor iedere stof is dit een andere waarde, bij water is dit 4,2 Joule.

Bij de toets krijg je een tabel waar deze waarden in staan

Wat is de soortelijke warmte

Wat kun je er mee?

Met de soortelijke warmte kun je uitrekenen hoeveel energie er nodig is om voorwerpen te verwarmen, of kun je uitrekenen hoeveel energie uit een systeem (je huis) gaat door warmte verlies (afkoelen).

Warmtemeter

Hiermee kun je de hoeveelheid warmte meten die nodig is om een hoeveelheid water te verwarmen.

Dit wordt ook wel Joulemeter of calorimeter genoemd.

Berekenen van de warmte.

De warmte (= energie) is afhankelijk van 3 dingen:

1. de massa (m) in de eenheid gram (g)
2. de soortelijke warmte (c) in de eenheid J/g.^oC
3. het temperatuursverschil (stijgen of dalen) (     T) in de eenheid ^oC

Δ

Bereken de warmte als je een ijzeren kogel van 0.5 kg van 20 tot 80 graden Celsius verwarmt. (Zoek de soortelijke warmte op op internet).

Berekenen van de warmte

De "delta" wil zeggen "Het verschil".

Dit reken je uit door het eindgetal - begin getal.

Dus      T = eindtemperatuur - begintemperatuur.

Bij een positief antwoord is de stof verwarmd en is er energie in de stof gegaan.

Bij een negatief antwoord is de stof afgekoeld en is er energie uit de stof gegaan.

Δ

Soortelijke warmte van water

De soortelijke warmte van water is:  4,2 J/g ^oC

Oftewel: als je 1 gram water 1 ^oC in temperatuur wilt laten stijgen, dan heb je daar 4,2 Joule aan warmte nodig. Dit wordt ook de calorie genoemd.

Berekenen van de energie met het vermogen.

Om de energie (E) in de eenheid Joule (J), te kunnen berekenen zijn dus twee dingen nodig:

1. het vermogen (P) in de eenheid Watt (W)
2. de tijd (t) in de eenheid seconde (s)

De formule is dan: E = P . t

Berekenen van de energie met het vermogen.

Bij elektrische energie kunnen we de hoeveelheid energie uitrekenen met het vermogen (de geleverde energie per seconde).

Om de energie uit te kunnen rekenen is het ook belangrijk dat je de tijd weet. Hoe langer het apparaat aan staat, des te meer stroom het gaat kosten, en dat vinden ouders meestal niet fijn

Berekenen van de energie met het vermogen.

Met deze formule is het ook mogelijk om de tijd uit te rekenen als je de energie en het vermogen weet, en om het vermogen uit te rekenen als je de energie en de tijd weet (zie vaardigheid 5 blz 309 "Werken met formules")

Calorie of Joule

Op de meeste voedselproducten en dieten wordt de energie niet in Joule berekend, maar in Calorie.

De calorie is de hoeveelheid energie die nodig is om 1 gram water 1 graad Celsius te laten verwarmen.

Dit is dus weer die 4,2.

1 Cal = 4,2 J

Uitdagende vraag (4 min)

Een calorimeter is gevuld met 150 mL water. Met een verwarmingselement met een vermogen van 100 Watt verwarm je het water van kamertemperatuur naar 40 graden. Dit duurt 5 minuten. 

Bereken het rendement van de calorimeter.

Vragen

Neem je telefoon of je laptop er bij en meld je aan op Lesson-up (student of leerling).

Noteer je eigen naam of namen in.

Vul de code in.

Leg ook je rekenmachine klaar!

Voor iedere vraag heb je 10 seconde, dus zit klaar.

Wat is de eenheid voor energie?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Wat is de eenheid voor warmte?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Wat is de eenheid voor vermogen?

1. Watt
2. Joule
3. seconde
4. gram

Bereken de T.
Water wordt verwarmd van 21 graden naar het kookpunt van water.

Δ

1. 21 graden Celsius
2. 100 graden Celsius
3. 79 graden Celsius
4. 121 graden Celsius

Wat is het kookpunt?

1. 100 graden Celsius
2. een punt waarbij een stof gaat koken
3. de temperatuur waarbij een stof gaat koken

Bereken de energie die nodig is om een föhn te laten werken. De föhn staat 10 minuten aan en gebruikt een vermogen van 1,5 kW

1. 15 J
2. 15 000 J
3. 900 J
4. 900 000 J

Bereken hoeveel energie er nodig is om 20 gram beton 10 graden Celsius te verwarmen. De soortelijke warmte van beton is 1,0 J/(g.C)

1. 20 J
2. 200J
3. 2000 J
4. 20 000 J

Reken om: In een koekje zit 230 kCal. Hoeveel Joule zit er in het koekje?

1. 230 J
2. 230 kJ
3. 966 J
4. 966 kJ

Maak nu de opgaven af die je nog niet gemaakt hebt van hoofdstuk 3.