Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

1 / 32

Slide 1: Tekstslide

natuurkundeHBOStudiejaar 2

In deze les zitten 32 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 120 min

Onderdelen in deze les

Vooraf

Voorkennis activeren, aansluiten vorige les, interesse opwekken

Slide 1 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Thermodynamica

H15; §3-6

Schooljaar 2022 / 2023

Slide 2 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Leerdoelen les 5

Je kunt omschrijving in vaktaal geven van de volgende vakinhoudelijke concepten:

Metabolisme (zelfstudie)
Tweede hoofdwet: formuleringen (gedeelte zelfstudie)
Warmtemachine en warmtepomp (koelmachine): Carnotcyclus, efficiëntie en COP (gedeelte zelfstudie)

En je kunt de concepten toepassen.

Taalsteun: Je kunt vaktaalwoorden koppelen aan proces/begrip

Slide 3 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Mastering

Bereken de arbeid die op het systeem wordt verricht in elk van

de stukken.

Bekijk proces van 1 naar 2 (A)

Slide 4 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Mastering Physics

2,0 mol van een 2-atomig ideaal gas worden verhit bij een

constante druk (van 1 naar 2). De toegevoerde warmte bedraagt 2,00.10³Joule.

a. Hoe groot is de verandering in de temperatuur van het gas?

b. Hoe groot is de verandering in inwendige energie?

Slide 5 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Wat zijn je verwachtingen van deze les?

Slide 6 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies

Introductievraag
Elektriciteitscentrales met fossiele brandstoffen produceren "thermische vervuiling". Een deel van de warmte geproduceerd door de brandende brandstof wordt niet omgezet in elektrische energie. De reden voor deze verspilling is:

De efficiëntie is hoger als er enige warmte ontsnapt.

De technische technologie heeft nog niet het punt bereikt waarop 100% terugwinning van afvalwarmte mogelijk is.

Er moet wat afvalwarmte worden geproduceerd: dit is een fundamentele eigenschap van de natuur bij het omzetten van warmte in nuttig werk.

De planten vertrouwen op fossiele brandstoffen en niet op splijtstof.

Slide 7 - Quizvraag

Deze slide heeft geen instructies

Wat weet je van 2e hoofdwet van thermodynamica?

Slide 8 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies

Instructie

Uitleggen, demonstreren, controle vragen stellen

Slide 9 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

1e hoofdwet thermodynamica

Behoud energie

Slide 10 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Wel behoud energie, maar gebeurt niet

Warmte van koud naar heet voorwerp stromen.
Steen die op grond ligt en dan plotseling opstijgt doordat de thermische energie van de moleculen in kinetische energie van steen als geheel wordt omgezet.
Bekerglas gemengd met zout- en peperkorrels schudden totdat mengsel zich vanzelf weer in twee lagen scheidt.
Scherven van gebroken kopje voegen zich spontaan weer samen tot geheel (plaatje volgende dia).

Slide 11 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Slide 12 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

2e hoofdwet

Verklaring van kennelijke onomkeerbaarheid van processen

Welke processen wel / niet in natuur voorkomen

Geformuleerd op verschillende manieren

Slide 13 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

2e hoofdwet

Warmte stroomt van nature van voorwerp met hoge temperatuur naar voorwerp met lage temperatuur.

Warmte stroomt niet spontaan van koud voorwerp naar heet voorwerp.

Slide 14 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Warmtemachine

Slide 15 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

2e hoofdwet

Kelvin-Planck:

Geen machine die warmte volledig omzet in arbeid

Slide 16 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Hoe zorg je ervoor dat je je concentratie op peil houdt?

Slide 17 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies

Toepassing

Oefenen, groepsopdracht uitvoeren, debatteren

Slide 18 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Groepsopdracht

Beschrijf werking warmtemachine
Gebruik begrippen: temperatuur, druk, arbeid op en arbeid door
Stel TL = TH
Leg uit wat er dan gebeurt

Zorg dat je kunt presenteren aan klas (tijd afspreken)

Slide 19 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Presentatie groepsopdracht

1 groep presenteert werking warmtemachine
Andere groepen geven feedback op inhoud, strategie, modus of kwaliteit
(verdelen) van presentatie

Slide 20 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Efficiëntie/rendement

e = \frac{​ W ​ ​}{​ Q ^{​ H ​ ​} ​}

Slide 21 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

efficiëntie

e = \frac{​ W ​ ​}{​ Q ^{​ H ​ ​} ​}

e = \frac{​ Q ^{​ H ​ ​} - Q ^{​ L ​ ​} ​ ​}{​ Q ^{​ H ​ ​} ​}

e = 1 - \frac{​ Q ^{​ L ​ ​} ​ ​}{​ Q ^{​ H ​ ​} ​}

Slide 22 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Ideale efficiëntie: Carnot rendement

Maximaal haalbare rendement

(ook manier om 2e hoofdwet te formuleren

e = 1 - \frac{​ Q ^{​ L ​ ​} ​ ​}{​ Q ^{​ H ​ ​} ​}

e^{​ i d e a a l ​ ​} = 1 - \frac{​ T ^{​ L ​ ​} ​ ​}{​ T ^{​ H ​ ​} ​}

Slide 23 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Welk percentage van warmte die wordt geproduceerd door verbranden van benzine, wordt door een typische auto omgezet in nuttig werk?

20%

50%

80%

100%

Slide 24 - Quizvraag

motor 120 C ongeveer 400 K

uitlaat 20 C ongeveer 300 K

e = 25%

Motorfabrikant maakt volgende beweringen:
Warmte-invoer per seconde van motor is 9,0 kJ bij 435 K. De warmteafgifte per seconde is 4,0 kJ bij 285 K.

Leg uit of deze beweringen kloppen.

Slide 25 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Groepsopdracht koelkast

Gezamenlijk werking volgende elementen beschrijven (zie hierna open vraag):

Verdamper, condenser, pomp, expansieventiel en COP

Slide 26 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Beschrijf hier met je groep de werking van de koelkast.
Gebruik de volgende woorden:
Condensor, verdamper, expansieventiel en COP.

Slide 27 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Evaluatie

Samenvatten, herhalen, feedback vragen, vooruit blikken

Slide 28 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Huiswerk

Maken opgaven Mastering les 5
Bestuderen Giancoli H15, §3-6

Slide 29 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Kloppen je verwachtingen? Waarom?

Slide 30 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies

Differentiatie

Extra uitleg, uitdagen, plusopdrachten

Slide 31 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Ondersteunend materiaal

Op de elo vind je in de map "ondersteunend materiaal" video's met uitleg over 1e hoofdwet en thermodynamische processen.

Slide 32 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Woordweb

Slide 7 - Quizvraag

Slide 8 - Woordweb

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 - Woordweb

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Quizvraag

Slide 25 - Open vraag

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Open vraag

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Tekstslide

Slide 30 - Woordweb

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Les 6 Thermodynamica H15.7-9

Les 2 Thermodynamica H15.1

Les 6 Thermodynamica H15.7-9

Thermodynamica

Les 4 Thermodynamica H15.2

Les 3 Thermodynamica H15.2

Les 3 Thermodynamica H15.2