Hoofdstuk 6 Banas 2 havo/vwo

Natuur-/scheikunde Hoofdstuk 6 Banas 2

Met energie kun je: · Warmte produceren · Iets laten bewegen · Nieuwe stoffen maken

Energie haal je uit een energiebron. Aardolie, aardgas en steenkool heten fossiele brandstoffen. Fossiele brandstoffen zijn NIET vernieuwbaar en veroorzaken zure regen en versterken het broeikaseffect. Duurzame energiebronnen zijn energiebronnen die niet opraken. Bijvoorbeeld: zon, wind en stromend water. Bij gebruik van duurzame energiebronnen komen er geen schadelijke stoffen vrij.

Brandstof 2 voordelen 2 nadelen

Aardolie Goedkoop niet-vernieuwbaar Eenvoudig te transporteren ongelukken à milieurampen
Steenkool Grote voorraad Niet-vernieuwbaar Goedkoop winning = gevaarlijk + smerig
Aardgas Gemakkelijk transporteren Niet-vernieuwbaar Goedkoop Explosief
Uranium Produceert veel energie Niet-vernieuwbaar Geen schadelijke stoffen Ongeval kerncentrale=grote ramp

Waterstof(brandstof) Schoon Explosief Water is er genoeg Duur om te maken
Waterstof(kernfusie) Komt veel energie vrij Ongeval met centrale=grote ramp Schone brandstof Alleen bij zeer hoge temp. Zon Duurzaam Vooral in zomer Energie van zon = gratis Bewaren heet water kost ruimte
Wind Gratis Windmolens à Geluidsoverlast Duurzame energiebron Vogels slaan te pletter J
Water Goedkoop en genoeg waterkrachtcentrale = duur Geen schadelijke stoffen waterstand veranderen (zie boek) Aardwarmte Goedkope energiebron Stoffen verontreinigen bodem Geen schadelijke stoffen Put beperkt in werking. Biogas Duurzaam Biogasinstallatie = duur Blijft minder afval over - Er zijn verschillende soorten energie -Chemische energie is de energie die is opgeslagen in stoffen. -Bewegingsenergie(ook wel kinetische energie)is de energie van bewegende voorwerpen. -Zwaarte energie is de energie van een voorwerp dat kan vallen. -Elektrische energie is de energie van elektrische stroom. -Stralingsenergie is de energie van elektromagnetische straling. -Kernenergie is de energie van uranium. -Warmte is een vorm van energie.

Formules berekenen
Voor het uitrekenen van deze formule moet je alle gegevens die bekend zijn invullen, ja moet minstens 2 gegevens hebben om de formule uit te kunnen rekenen.

Bewegingsenergie
De bewegingsenergie hangt af van de snelheid en van de massa. De bewegingsenergie kun je berekenen met de formule: Eb = 1/2 M x V² Eb is de bewegingsenergie in Joule (J) M is de massa in kilogram (Kg) V is de snelheid in meter per seconde (m/s)

Voorbeeld vraag… Een voetbal heeft een snelheid van 25 m/s (=V). de massa van de voetbal is 1,2 Kg(=M). Bereken de bewegingsenergie van de voetbal.

Zwaarte-energie
De zwaarte-energie hangt af van de zwaartekracht en van de hoogte. De zwaarte-energie van een voorwerp kun je berekenen met de formule: Ez = Fz x H
Ez is de zwaarte energie in Joule (J) Fz is de zwaartekracht in Newton (N) H is de hoogte in meter(m)

Voorbeeldvraag… Jeanet staat op de duikplank. Ze kan 3,4 meter vallen(=M). Op Jeanet werkt een zwaartekracht van 450 N(=Fz). Bereken de zwaarte-energie van Jeanet.

Bij een energie-omzetting verdwijnt de ene energievorm en ontstaan er andere energievormen. De totale energie vóór het omzetten is even groot als de energie ná het omzetten. Hiervoor geldt de wet van behoud van energie. Deze wet geldt voor alle energie-omzettingen
Wet van behoud van energie: Bij energie-omzettingen blijft de totale hoeveelheid energie even groot.

Voorbeeldvraag… Tante Sjaak moet een schilderijtje ophangen. Ze moet hiervoor een gat in de muur boren. Bij het boren wordt 5000 J elektrische energie omgezet in bewegingsenergie en warmte. Er ontstaat 1500 J bewegingsenergie. Bereken hoeveel warmte er ontstaat.

Nog maar een voorbeeldvraagje… Een kist van 50 Kg(=M) wordt door een hijskraan omhooggehesen. Op het hoogste punt hangt de kist stil. De hoogte is 5,5 meter(=H) De kist valt naar beneden. Hierbij wordt 10% van de zwaarte-energie omgezet in warmte. De rest wordt omgezet in bewegingsenergie.

Reken eerst de zwaarte-energie vóór het vallen uit. Dan de bewegingsenergie van de kist vlak boven de grond. Tenslotte de snelheid waarmee de kist op de grond komt.

Je kunt energie in huis besparen door - overbodige apparaten niet te kopen. - apparaten te kopen die weinig energie verbruiken. - gloeilampen vervangen door spaarlampen. - een hoog rendement ketel (HR-keter) aanschaffen.

Een HR-ketel à duurder dan een gewone ketel maar gebruikt minder energie à komt vooral door de warmtewisselaar. In de warmtewisselaar wordt de warmte van de verbrandingsgassen gebruikt om het koude water dat naar de ketel gaat te verwarmen. In de ketel hoeft dan minder gas te worden verbrand. Ongeveer 70% van de energie in huis à verwarmen
Warmte verplaatst zich altijd van een hogere naar een lagere temperatuur. De hoeveelheid warmte die per seconde verdwijnt hangt af van: · Het temperatuurverschil · De soort stof waarvan de wand gemaakt is · De dikte van de wand

Om warmteverlies te beperken moet je isoleren: * Kieren dicht * Dubbel glas * Muren, vloer en dak isoleren

Rendement
Voorbeeld
Een lamp; een lamp gebruik je voor verlichting, maar er komt ook warmte vrij. Warmte is dan een ongewenste energiesoort. Deze energie wordt niet nuttig gebruikt. Het rendement van een energie-omzetting is het percentage van de energie dat nuttig wordt gebruikt.

E nuttig
h = -------- x 100% E totaal

h is het rendement in % (éta) E nuttig is de hoeveelheid nuttige energie in joule (J) ná de omzetting. E totaal is de hoeveelheid energie in joule (J) vóór de omzetting.

Het rendement is ALTIJD lager dan 100% omdat er bij elke energie-omzetting overbodige warmte ontstaat.

Voorbeeldvraag maar weer… Een gloeilamp gebruikt 10.000 J elektische energie. Het rendement is 5%. Bereken hoeveel stralingsenergie ontstaat.

Nog eentje dan… om het af te leren.. Een boormachine verbruikt 5000 J elektrische energie. Hiervan wordt 1500 J gebruikt om gaten te boren. Bereken het rendement.