H6 Warmte

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 3

H6 Warmte

Startopdracht: Maak voorkennis blz 72 en 73

Planning vandaag: 

-> Planning H6

-> Uitleg 6.1

-> Aan de slag 6.1

-> Korte afsluiting

Planning H6

6.1 Warmte en Temperatuur 

Leerdoelen:

6.1.1 Je kunt vier elektrische warmtebronnen noemen die je in huis of op school gebruikt.

6.1.2 Je kunt het energie-stroomdiagram van een elektrische warmtebron tekenen en toelichten.

6.1.3 Je kunt berekenen hoeveel warmte een elektrische warmtebron in een bepaalde tijd levert.

6.1.4 Je kunt het verband tussen temperatuur en tijd meten en weergeven in een diagram.

warmtebronnen

sommige warmtebronnen hebben elektriciteit nodig. dit noem je elektrische warmtebronnen.

denk aan een föhn, inductieplaat en soldeerbout

Elektrische warmtebron

Een elektrische warmtebron heeft altijd een ?

Elektrische warmtebronnen

Elektrische energie omzetten in warmte

Energiestroomdiagram:

Energie meten in Joule

E= Elektrische energie in Joule (J)

P = Vermogen in Watt (W)

t = tijd in seconden (s)

Temperatuur, tijd en warmte

Temperatuur-tijddiagram:

Diagram waarin je de temperatuur (van bijvoorbeeld een vloeistof die je verwarmt) uitzet tegen de tijd.

Temperatuur, tijd en warmte

• Als je een kleine hoeveelheid water   verwarmt, is er maar weinig warmte nodig   om het water aan de kook te brengen. 
• De grafiek loopt in dat geval steil omhoog.
• Als je een grote hoeveelheid water   verwarmt, is er veel warmte nodig. 
• De grafiek stijgt in dat geval minder snel.
• Daaraan zie je dat warmte en temperatuur twee verschillende grootheden zijn.

Aan de slag

Wat? Opdracht 1 t/m 8c

Waar? BLZ 79 t/m 83

Hoe? Eerste 5 minuten volledig stil! 

Klaar? Gewerkte maak laten checken, dan mag je je iPad pakken en het antwoorden boek openen via teams. 

6.2 Brandstoffen verbranden

Startopdracht: Lezen paragraaf 2, ondertussen check ik HW.

Planning vandaag:

-> Moeilijkste opdrachten bespreken

-> Uitleg 6.2

-> Zelfstandig werken

6.2 Brandstoffen verbranden

Leerdoelen: 

6.2.1 Je kunt drie voorbeelden geven van warmtebronnen die chemische energie verbruiken.

6.2.2 Je kunt berekeningen uitvoeren met de verbrandingswarmte van een brandstof.

6.2.3 Je kunt het reactieschema van de volledige verbranding van aardgas noteren.

6.2.4 Je kunt uitleggen waarom je bij gastoestellen voor voldoende luchttoevoer moet zorgen.

6.2.5 Je kunt beschrijven hoe je op een veilige manier met een gasbrander kunt werken.

6.2.6 Je kunt de temperatuur omrekenen van graden Celsius (°C) naar kelvin (K), en omgekeerd.

Verbrandingswarmte

Verbrandingswarmte

De verbrandingswarmte is de hoeveel warmte die vrijkomt als je 1L, 1 kg of 1 m3 van een stof verbrandt.

Vaste stof -> MJ/kg

Vloeibaar -> MJ/L

Gas -> MJ/m^3

Aardgas

Aardgas is nog steeds één van de meest gebruikte manieren om huizen te verwarmen. 

De brandbare stof in aardgas is methaan.

Aardgas bestaat verder ook nog uit stikstof. 

Methaan is geurloos, om lekken te ontdekken wordt er een geurstof aan toegevoegd.

Volledige en onvolledige verbranding

Volledige verbranding aardgas

• Voldoende zuurstof
  
•  Methaan + zuurstof ==> koolstofdioxide (CO2) + water (H2O)
  

Onvolledige verbranding

• Onvoldoende zuurstof
  
• Methaan + (weinig) zuurstof ==> koolstofmono-oxide (CO) + water (H2O)
  

Onvolledige verbranding

Volledige verbranding

 - koolstofdioxide

onvolledige verbranding

- koolstofmonooxide

• giftig 
• geurloos
• kleurloos

Aan de slag

Lees zelf de paragraaf door. 

Maak opgaves: 
1, 3, 4, 6, 7, 8 en 10 

6.3 Warmte transport

Startopdracht: Maken opdrachten op het blaadje.

Vandaag:

-> Bespreken start opdracht

-> Uitleg 6.3 

-> Zelfstandig werken

-> Afsluiting. 

6.3 Leerdoelen

1. Je kunt drie vormen van warmtetransport onderscheiden.
   
2. Je kunt beschrijven hoe warmtetransport door geleiding plaatsvindt.
   
3. Je kunt voorbeelden geven van goede en van slechte warmtegeleiders.
   
4. Je kunt beschrijven hoe warmtetransport door stroming plaatsvindt.
   
5. Je kunt beschrijven hoe warmtetransport door straling plaatsvindt.
   
6. Je kunt uitleggen welke voorwerpen straling goed absorberen en welke niet.

Warmtetransport

Verschijnsel dat warmte uit zichzelf beweegt van de plaats met de hoogste temperatuur naar de plaats met de laagste temperatuur.

De warmte wordt van de cv-ketel naar de verschillende kamers in huis vervoerd. 

Daarbij kom je verschillende vormen van warmtetransport tegen.

Hoe verplaatst warmte zich?

Warmtetransport = Het verplaatsen van warmte

Warmte gaat altijd van een hoge temperatuur naar een lage temperatuur.

Dit kan op 3 manieren:

Geleiding -> Vaste stoffen

Stroming -> Vloeistoffen + Gassen

Straling -> Zonder tussenstof

Hoe verplaatst warmte zich?

Geleiding

• Vaste stoffen, de stof blijft op zijn plaats 
• Stoffen die goed warmte doorgeven: Geleiders
• Stoffen die slecht warmte doorgeven: Isolators
  

Stroming

• Vloeistoffen en gassen 
• Warmte gaat omhoog, kou gaat omlaag.
  

Straling

• Geen tussenstof 
• De zon geeft warmte stralen af. (infrarood)

Straling

Stroming

Absorberen of weerkaatsen

Donkergekleurde voorwerpen absorberen een groot deel van de straling die op ze valt. Daardoor stijgt hun temperatuur. 

Lichtgekleurde en glanzende voorwerpen absorberen maar weinig licht en infrarode straling. Ze kaatsen deze straling grotendeels terug. Daarom krijg je het in een wit T-shirt niet zo snel warm.

Aan de slag!

Maak opdracht: van paragraaf 6.3

1 t/m 10, blz 104 t/m 108

6.4 Isoleren

Startopdracht: Maken opdrachten op het blaadje.

Vandaag:

-> Bespreken start opdracht

-> Uitleg 6.4

-> Zelfstandig werken

-> Afsluiting. 

6.4 Leerdoelen

1. Je kunt drie manieren beschrijven waarop een huis warmte verliest aan de omgeving.
   
2. Je kunt uitleggen hoe het komt dat een goed geïsoleerd huis minder energie verbruikt.
   
3. Je kunt vier manieren beschrijven om een woonhuis te isoleren tegen warmteverlies.
   
4. Je kunt van elke manier van isoleren uitleggen hoe die het warmteverlies tegengaat.
   
5. Je kunt uitrekenen hoeveel de bewoners door isolatie kunnen besparen in m3 aardgas en in euro’s.

Isolatie kan warmte binnen houden.

Of warmte buiten houden. 

Warmteverlies

Warmteverlies kan plaatsvinden door:

• door geleiding plaatsvindt, de warmte beweegt door muren en ruiten   naar buiten.

• door stroming plaatsvindt, stromende lucht neemt warmte mee naar   buiten. 

• door straling plaatsvindt, ‘warme’ muren en ruiten stralen warmte uit.

Warmteverlies op een foto

Met behulp van een infrarood-camera kun je het warmteverlies van een huis laten zien.

Hoe dichter de kleur bij het rood komt op de rechter balk  hoe meer verlies.

Hoe houd je warmte binnen?

Als warmte zich niet kan verplaatsen, voorkom je dat het afkoelt = Isoleren

Geleiding tegengaan -> Isolerend materiaal gebruiken

Stroming tegengaan -> Gebruik maken van stilstaande lucht

Straling tegengaan -> Spiegelend of wit materiaal

Isolatie

Buiten is het vaak kouder dan binnen.

De warme lucht wil dus van binnen naar buiten. 

Als je je huis goed isoleert heb je dus minder warmteverlies.

Dubbelglas

Spouwmuurisolatie

Huis isoleren

Stralingsisolatie  

Dak- en vloerisolatie

Isolatie

Isolatiemateriaal bestaat uit kleine luchtzakjes. Lucht is een slechte warmtegeleider, en dus een goede isolator!

Energie en geld besparen

Door je huis te isoleren, kun je het energieverbruik voor verwarming flink omlaag brengen. Dat heeft voordelen voor het milieu, en het levert ook geld op. Elke kubieke meter aardgas die je bespaart, betekent minder luchtverontreiniging én een lagere energierekening. Natuurlijk kost isoleren ook geld. Het duurt een aantal jaren voor je de kosten van de isolatiemaatregelen weer hebt terugverdiend.

Voorbeeldopgave

Ina leest in een folder dat je met het isoleren van cv-leidingen veel energie kunt besparen: zo’n 10 m³ aardgas per meter leiding per jaar. Ina isoleert 18 m cv-leiding in haar huis. 1 m³ aardgas levert 32·106 J warmte. De gasprijs is € 0,75 per m³ (prijspeil 2020).

Hoeveel warmte bespaart Ina daarmee per jaar? 

En hoeveel geld bespaart ze door deze isolatie?

Voorbeeldopgave

Ina leest in een folder dat je met het isoleren van cv-leidingen veel energie kunt besparen: zo’n 10 m³ aardgas per meter leiding per jaar. Ina isoleert 18 m cv-leiding in haar huis. 1 m³ aardgas levert 32·10⁶ J warmte. De gasprijs is € 0,75 per m³ (prijspeil 2020).

1) isolatie per m = 10 m³ minder aardgas      1 m³ aardgas levert 32∙10⁶ J warmte

gasprijs = € 0,75 per m³

2) besparing in warmte = ? J                     besparing in geld = € ?

3) geen 'binasformule' voor deze berekening

4) Voor 18 m leiding is de besparing 18 × 10 = 180 m³ aardgas per jaar.

Dat komt overeen met 180 × 32∙10⁶ = 5,8·10⁹ J warmte.

5) Ina bespaart door de isolatie 180 m³ aardgas. 

                                       Dat is dus elk jaar 180 × € 0,75 = € 135,-.

Aan de slag

Opdracht 1 t/m 9 (NIET 5 en 8),  BLZ 116 t/m 121