Energie

• Nask / Biologie
• Middelbare school
• vmbo, mavo
• Leerjaar 3

H3 energie

indeling LessonUp H3

Bestaande uit:

- 4 paragrafen + notitie uitleg.

- opdrachten die gemaakt moeten worden.

- 4 uitleg video's per paragraaf.

- begrippen games

Paragrafen

• H3.1 Energie uit brandstoffen
• H3.2  Windenergie
• H3.3 Zonne-energie
• H3.4 Waterkracht

Formatieve Bonustoets / praktijktoets

M-toets H3

H3.1 Energie uit brandstoffen

Een brandstof-energiecentrale, werkt op de volgende manier:

Brandstoffen worden verbrand,

Dan komt er een gas vrij,

Dit gas gaat langs een windturbine,

Hierdoor gaan de wieken draaien,

De wieken zorgen voor een elektrische stroom. 

Planning

• Leerdoelen
• Energie vormen
• Energie eenheden
• Energiecentrale
• Energie omzetten

Leerdoelen (zie planner)

Je kunt benoemen wat een energie bron is  

Je kunt voorbeelden van elektrische, duurzame, chemische en fossiele energie bronnen noemen

Je kunt joule en kilowattuur naar elkaar omrekenen

Je kunt de 6 vormen van energie benoemen

Je kunt benoemen welke vorm van energie er bijna altijd vrijkomt als je energie omzet

Je kunt uitleggen wat men bedoelt met de zin  ‘energie gaat nooit verloren’

Je kunt verschillende energie omzettingen benoemen

Je kunt toepassingen van fossiele brandstoffen beschrijven.

Energiebronnen

Zonne-energie; energie uit zonlicht.

(Duurzaam)

Biomassa: bio-afval, verbanden

(Chemisch)

fossiele brandstoffen: overleden, belaagde bio producten die verdrukt zijn tot olie, steenkool en andere.

(chemische energie)

kern-energie: energie uit kernsplitsing

(Duurzaam)

Waterkracht: energie uit het stromen van water.

(Duurzaam)

Windenergie: Energie die ontstaat uit het waaien van de wind, langs wind molens.

(Duurzaam)

Elektriciteit = elektrische energie.

Energie (E) eenheden

We kennen kWh (kiloWattuur)

De echte eenheid van energie is:

Joule (J)

k = kilo

Het woord kilo betekent letterlijk 1000 (duizend).

M = mega

Met het woord Mega bedoelen wij miljoen.

Net zoals bij Mb (Megabyte) je een miljoen bytes hebt. 

Een miljoen heeft 6 nullen.

Van kWh naar Joule

1 kWh = 3,6 MJ

1 kiloWattuur = 3,6 megaJoule

Energiecentrale

Energie gaat nooit verloren

Bij een energie omzetting, komt altijd warmte vrij. 

Meestal wordt dit afvalwarmte genoemd, omdat de warmte niet het doel is van de energie omzetting.

Energie gaat nooit verloren, want alle energie wordt omgezet in een andere vorm. 

Zoals de afbeelding laat zien.

Deel in elektrische energie, een deel in warmte.

Energie omzetting

Elektrische energie -> bewegingsenergie (elektromotoren)

Chemische energie -> bewegingsenergie (motor)

Zwaarte-energie (zwaartekracht) --> bewegingsenergie (vallen)

Energietype

Warmte energie

Bewegingsenergie

Elektrische energie

Chemische energie

Zwaarte energie

Kernenergie

Magnetische energie

dure namen (TG)

warmte energie = thermische energie

bewegingsenergie = kinetische energie

zwaarte energie = potentiële energie

Kernenergie = nucleaire energie

opdrachten

Tg: opdracht 1,4,5,6,7,8 en 10

KB: opdracht 1,5,6,8,10,11,12 en 13

Iedereen:

+ account aanmaken op LessonUp. Zie overzicht.

Windenergie

Planning

• Leerdoelen
• Bewegingsenergie
• Energie grafiek
• Windturbines

Leerdoelen (zie planner)

- Je kunt bewegingsenergie beschrijven.

- Je kunt het verband leggen tussen windsnelheid en opgewekt

elektrische vermogen door een windturbine.

- Je kunt voordelen en nadelen benoemen van het gebruik van

windturbines.

- Je kunt verklaren waarom het elektrische vermogen van een windturbine niet meer toeneemt als het harder gaat waaien

Bewegingsenergie

bewegen van de wieken

Energie die nodig is om

te bewegen.

Bewegingsenergie -> elektrische energie

Een windmolen zet bewegingsenergie (De wind laat de wieken draaien) om in elektrische energie (elektriciteit).

Windsnelheid en energie

Hoe harder het waait, hoe meer energie. 

Min: zie notitie

Max: zie notitie

Er is een minimale windsnelheid nodig om de wieken te laten waaien. Daarom begint de grafiek nooit in de oorsprong.

Er is ook een maximale snelheid. Op een gegeven moment kan er niet meer uitgehaald worden. De wieken gaan te snel.

Windturbines

Voordelen

- goedkoop

- niet-uitputbaar

- duurzaam

Nadelen

-Doet het alleen als de wind waait.

- Geen prettig aanzicht.

Er zijn meer voor- en nadelen aan een windmolen. Dit is ook een persoonlijke kwestie. Wanneer je voor- en nadelen benoemd, moet je dit altijd persoonlijk onderbouwen. Waarom vind jij dit een nadeel? 

opdrachten

TG: 11,13,14,16,18,19,20

KB: 15,16,18,19,20,22,26,27

Zonne-energie 

Planning

Licht & straling

Zonnepanelen

Rendement

Biobrandstoffen

Leerdoelen

• Je kunt stralingsenergie beschrijven.
  
• Je kunt de werking van een zonnepaneel beschrijven.
  
• Je kunt het rendement van zonnecellen berekenen.
  
• Je kunt beschrijven wat biobrandstof is.
  
• Je kunt voordelen en nadelen benoemen van het gebruik van zonnepanelen.

Licht

Ook wel straling

De energie van licht = stralingsenergie

Licht is een vorm van straling. Er zijn meerdere vormen van straling. 

Alle stralingsvormen hebben een andere hoeveelheid energie. 

De energie die van straling afkomt, noemen we stralingsenergie. 

zonnepaneel

Een zonnepaneel vangt het zonlicht op. Het zonlicht bevat stralingsenergie. 

De zonnecellen zetten deze stralingsenergie om tot elektrische stroompjes. 

Al deze elektrische stroompjes bij elkaar, vormen elektriciteit. De elektriciteit wordt opgeslagen of gebruikt of verleend aan het stroomnet (elektriciteitsnet).

Bij een zonnecollector, wordt de stralingsenergie niet omgezet in elektrische energie, maar in warmte. De warmte wordt dan in het water gestoken. Zie hiervoor de afbeelding in het boek.

rendement

Niet alle stralingsenergie wordt omgezet.

Net zoals bij een energiecentrale, hebben zonnepanelen nooit een 100% rendement.

Ook als stralingsenergie wordt omgezet, hebben te maken met afvalwarmte.

rendement berekenen

rendement=​vermogen(totaal)​​vermogen(nuttig)​​x100

rendement = %

Deze formule is ook te gebruiken met de grootheid energie (E)

Je vervangt dan de letter P door de letter E. 

De rest van de formule blijft hetzelfde.

De eenheid van rendement is procent (%)

oefenen

rendement=​vermogen(totaal)​​vermogen(nuttig)​​x100

antwoorden

zonnepanelen

Voordelen:

Laag CO2

duurzaam

'eeuwige' bron

nadelen:

Materialen zijn duur

Zon schijnt niet altijd

laag rendement (17%)

biobrandstoffen

Brandstoffen zoals diesel uit biologisch afval (biomassa).

Gemaakt van planten of dieren.

opdrachten

TG: 22,23,26,27,28,29

BK:30,32,33,34,35,36,40,41,42 

Zonnecel/-paneel;  vangt stralingsenergie op deze wordt dan omgezet in elektriciteit.

Bij een zonnecollector, wordt de stralingsenergie omgezet in warmte energie. Deze warmte wordt gebruikt om water te verwarmen, dat het huis verwarmt.

waterkracht

planning

• leerdoelen
• Waterkrachtcentrale
• zwaarte-energie
• formule E=Pxt
• rendement 

leerdoelen

Je kunt de werking van een waterkrachtcentrale beschrijven.

Je kunt zwaarte-energie beschrijven.

Je kunt de zwaarte-energie van een voorwerp berekenen.

Je kunt het rendement van een waterkrachtcentrale berekenen.

Je kunt voordelen en nadelen benoemen van het gebruik van

een waterkrachtcentrale

Zwaarte-energie

Het naar beneden stromen van het water, laat een rad draaien.

Hierbij wordt zwaarte-energie omgezet in bewegingsenergie.

Zwaarte-energie berekenen

zwaarte-energie = massa x hoogte x zwaartekrachtsterkte

E​z​​=m⋅h⋅g

Ez = zwaarte-energie in Joule (J)

m = massa in kilogram (kg)

h = hoogte in meters (m)

g = zwaartekrachtsterkte (N/kg, altijd 10)

oefenen 

oefenen 

E=Pxt

Uit het vorige hoofdstuk kennen we de formule E=Pxt.

Je kunt voor deze formule ook de volgende eenheden gebruiken:

E in Joule (J)

P in Watt (W)

t in seconde (s)

Oefenen 

E = Pxt

E = 57000 J

t =  1 minuut

Wat is P?

Oefenen antwoord

E = Pxt                                                                       1 minuut  = 60 seconde

57000 J = P x 60 s

P = 57000 J / 60 s = 950 W

Rendement

Rendement is het percentage opbrengst.

Rendement is altijd tussen 0% en 100%

Rendement is een percentage. Dit percentage moet altijd (in de natuurkunde) tussen de 0% en de 100% liggen. Als het getal kleiner is dan 0% en groter dan 100% dan ben je energie aan het maken.

De regel is:

Er kan nooit energie gemaakt worden. Er kan niet zomaar spontaan energie ontstaan. 

Rendement formule

rendement=​totaal​​nuttig​​x100

η=​Etot​​Enut​​x100

η=​Ptot​​Pnut​​x100

rendement = gekke n

E = energie (J)(kWh)

P =  vermogen (W)

E= energie in Joule (J) of kiloWattuur (kWh)

P = Vermogen in Watt (W)

Gekke n (Eta) = Is het symbool voor rendement.

Het rendement kun je bereken met de standaard percentage formule:

percentage = deel / geheel x 100%

opdrachten

TG: opdracht 35 tot en met 39 en 41

KB: 47,49,50,51,53,54,56,58,