H6 herhalen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

Wat gaan we doen vandaag?

• Herhalen

Energiestroomdiagram

Een energieomzetting kun je weergeven in een energiestroomdiagram

Dompelaar

CV-ketel

CV-ketel

1. Teken het energiestroomdiagram van een föhn

Voorvoegsels die je moet kennen

Met deze voorvoegsels moet je kunnen werken:

milli	m	0,001
kilo	k	1000
mega	M	1000000

2. Vul in:

20 kJ = ..... J

2,3 MJ = ..... J

633 mJ = ..... J

5 400 000 J = ..... kJ

5 400 000 J = ..... MJ

50 J = ..... mJ

Nakijken

20 kJ = 20 000 J

2,3 MJ = 2 300 000 J

633 mJ = 0,633 J

5 400 000 J = 5 400 kJ

5 400 000 J = 5,4 MJ

50 J = 50 000 mJ

Berekenen van elektrische energie

Q is warmte in joule (J)

E is elektrische energie in joule (J)

P is vermogen in watt (W)

t is tijd in seconden (s)

Q = E = P x t

Laat de leerlingen oefenen met het berekenen van de hoeveelheid warmte die een warmtebron in een bepaalde tijd levert. Geef enkele voorbeelden en laat de leerlingen de formule Q = P x t gebruiken.

3. Berekenen

Een elektrische kachel heeft een vermogen van 1825W en staat 3 uur aan om te verwarmen.

Bereken hoeveel warmte is omgezet in MJ. 

Nakijken

Een elektrische kachel heeft een vermogen van 1825W en staat 3 uur aan om te verwarmen.

Bereken hoeveel warmte is omgezet in MJ. 

E = P x t

 E = 1825 x 10 800 = 19 710 000 J = 19,71 MJ

Hst 6.2 "Brandstoffen verbranden"

6.2.1 je kunt berekeningen uitvoeren van warmtebronnen die chemisch energie verbruiken.

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

6.2.3 je kunt het reactieschema van de verbranding van aardgas noteren.

6.2.4je 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 werkt.

 Verbrandingswarmte

De verbrandingswarmte geeft aan hoeveel warmte er vrijkomt wanneer je een bepaalde hoeveelheid van een stof verbrand. De verbrandingswarmte kan worden weergegeven in MJ/m3, MJ/kg of MJ/L.

4. Berekenen

Een gemiddeld huishouden gebruikt per dag 34,5 MJ aan energie. Ga ervan uit dat die energie uit een elektriciteitscentrale komt, die biomassa gebruikt.

Biomassa heeft een verbrandingswarmte van 15 MJ/kg.

Hoeveel kilogram biomassa moet er per jaar in een elektriciteitscentrale worden verbrand om een gemiddeld huishouden voldoende energie te leveren? Rond af op een geheel getal.

Nakijken

 Er is voor één huishouden 34,5 MJ aan energie nodig. 

1 kg biomassa levert 15 MJ aan energie op.

Per dag heb je dan 34,5 : 15 = 2,3 kg biomassa nodig.

  Per jaar is dat 2,3 × 365 = 840 kilogram.

Werken met grafieken en tabellen

• Getallen langs de assen verdelen. 
• Grootheid en eenheden langs de assen zetten.
• Punten in de grafiek zetten.
• Een rechte lijn door de punten trekken.

5. Beantwoord de vragen

• Hoe groot was het vermogen van de dompelaar die is gebruikt?
• Hoe lang zal het ongeveer duren voor het water kookt?
• Hoeveel energie heeft de dompelaar dan in totaal verbruikt?

Nakijken

• E = P x t → P = E : t

      1200 : 60 = 20 W

      2400 : 120 = 20 W

      3600 : 180 = 20 W

      Enz...

• Je mag de grafiek door trekken. In 7 min is de temperatuur 20 graden gestegen, de temperatuur moet nog ongeveer 60 graden tot het water kookt. Dus nu nog ongeveer 21 minuten. Dat is in totaal 28 min.

• E = P x t = 20 x 1680 = 33 600 J

De brander

Gasknop

Luchtschijf

Pauzevlam:

- onvolledige verbranding

- er ontstaan koolstofmonoxide en roet

Blauwe vlam of blauwe ruisende vlam:

- volledige verbranding

- er ontstaan koolstofdioxide en water: methaan + zuurstof → koolstofdioxide + water

6b) vul het reactieschema van de volledige verbranding van aardgas in.

+

+

  ^_______>

verbranding

koolstofdioxide

zuurstof

water

aardgas

Sleep de stoffen naar de juiste verbranding

koolstofmono-oxide

koolstofdioxide

zuurstof

koolstof

water

volledige verbranding

onvolledige verbranding

Celsius en Kelvin

7. Vul in:

20 K = ..... °C 

147 °C = ..... K

Nakijken

20 K = -253 °C 

147 °C = 420 K

Aan de slag 

• Lees paragraaf 6.3
• maak de opdrachten 1 tm 12 en test jezelf van 6.3

Warmtetransport

Warmtetransport kan op 3 manieren:

- Geleiding: in een vaste stof. 

       Metalen zijn goede warmtegeleiders

       Hout en plastic zijn slechte warmtegeleiders

- Stroming: door vloeistoffen of gas.

       Warmte stijgt op, koelt daar weer af en er ontstaat stroming in een cirkel.

- (Infrarode) Straling: Er is geen stof voor nodig.

       Zwarte voorwerpen absorberen de straling.

       Witte voorwerpen weerkaatsen de straling

8. Straling, stroming of geleiding?

1. Als ik een glas met hete thee vasthoud worden mijn handen warm.
2. In een fluitketel gaat de warmte van onder naar boven.
3. De ijzeren opscheplepel in de soep wordt steeds warmer. 
4. Als ik dichtbij de openhaard zit en naar het vuur kijk wordt mijn gezicht warm.

Nakijken

• Als ik een glas met hete thee vasthoud worden mijn handen warm. 

Geleiding

• In een fluitketel gaat de warmte van onder naar boven. 

Stroming

• De ijzeren opscheplepel in de soep wordt steeds warmer. 

Geleiding

• Als ik dichtbij de openhaard zit en naar het vuur kijk wordt mijn gezicht warm.

Straling

Warmte verlies in huis

Ook in huis kan warmteverlies optreden. Hieronder zie je een aantal voorbeelden van de 3 manieren waarop een huis warmte kan verliezen aan zijn omgeving.

- geleiding: de warmte beweegt door muren en ruiten naar buiten.

- stroming: stromende lucht neemt warmte mee naar buiten.

- straling: warme muren en ruiten stralen warmte uit.

Besparen door isolatie

Door je huis te isoleren kan je  warmteverlies van een huis aan zijn omgeving verminderen.

9. Berekenen

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 leiding in haar huis.

1 m3 aardgas levert 32 000 000 J warmte.

De gasprijs is € 0,75 per m3 (in 2020).

Hoeveel warmte bespaart Ina daarmee per jaar? 

En hoeveel geld bespaart ze door deze isolatie?

Nakijken:

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 leiding in haar huis.

1 m3 aardgas levert 32 000 000 J warmte.

De gasprijs is € 0,75 per m3 (in 2020).

Hoeveel warmte bespaart Ina daarmee per jaar?  

Voor 18 m leiding bespaart ze 18 × 10 = 180 m3 aardgas per jaar. 

Dat is 180 × 32 000 000 = 5 800 000 000 J aan warmte.

En hoeveel geld bespaart ze door deze isolatie? 180 × € 0,75 = € 135,-

Hoe sta jij er voor?

Ik snap er niks van

Ik snap het een beetje

Ik snap het best goed

Ik snap het helemaal

Ik snap het en ik zou het aan iemand kunnen uitleggen