Inleiding
Op deze wikiwijs vind je het duurzaamheidsproject van havo 3 voor het vak natuurkunde. Tijdens dit project zal je verschillende opdrachten moeten uitvoeren, de opdrachten staan op deze site uitgelegd. De becijfering van dit project zal gebeuren aan de hand van een product wat ingeleverd moet worden. In dat product komen de verschillende opdrachten die uitgevoerd zijn terug.
Het project wordt uitgevoerd in groepjes van vier. De verschillende beoordelingscriteria zijn op deze wikiwijs te vinden.
Overzicht project
Doelen
De doelen van dit project:
- Je weet welke vijf soorten energie bestaan
- Je kunt bij een proces aangeven welke energieomzetting er plaatsvindt.
- Je kan uitrekenen hoeveel energie nodig is om een apparaat te laten werken en hoeveel geld dit kost.
- Je kunt voorbeelden noemen van hernieuwbare energiebronnen.
- Je bent expert geworden over één soort energiebron en kunt deze energiebron uitleggen aan anderen.
Planning
Het product
Jullie krijgen als groepje een cijfer voor het eindproduct dat jullie gaan presenteren. Voor dit eindproduct kunnen jullie kiezen uit veel verschillende vormen. Naast de informatie die in het product staat en de presentatie hierover, zullen jullie ook worden beoordeeld op creativiteit en samenwerken. Hieronder staat een lijstje gegeven met ideeën voor een eindproduct. Staat in dit lijstje niet wat jullie willen doen? In overleg met de docent kan je een eigen idee aandragen.
Je kunt bijvoorbeeld kiezen uit:
- Poster (zelf geknutseld of online gemaakt en laten drukken)
- Website (je kunt gratis websites maken op internet)
- Informatie filmpje
- Stopmotion filmpje
- Informatie folder
- Reclame filmpje
- Mini-tijdschrift
- Etc…
De inhoud
De inhoud van je product moet minstens de drie opdrachten die gemaakt worden bevatten. Meer informatie toevoegen mag natuurlijk, maar minder niet.
Zorg dat je product er netjes en overzichtelijk uitziet.
Opdracht 1
Energie
Energie is er in verschillende soorten. De volgende soorten zullen we in deze opdracht onderscheiden:
- Elektrische energie
- Warmte (energie)
- Kinetische energie, ook wel bewegingsenergie genoemd.
- Stralingsenergie
- Chemische energie
Elektrische energie
Elektrische energie is de energie die uit het stopcontact komt. Deze energie wordt (voornamelijk) in de elektriciteitscentrale opgewekt. Elekticiteit bestaat uit bewegende geladen deeltjes, de elektronen.
Warmte (energie)
Warmte kennen we allemaal wel. Warmte is in sommige situaties erg fijn, denk aan het gebruik van een waterkoker of de openhaard. Warmte energie is echter niet altijd de energiesoort die we graag willen opwekken, maar komt wel vaak vrij als bijproduct. Veel apparaten die worden gebruikt, worden (een beetje) warm, denk bijvoorbeeld aan de lader van je telefoon. De warmte die wordt geproduceerd in deze apparaten wordt als energieverlies aangeduid.
Kinetische energie
Kinetische energie, ook wel bewegingsenergie genoemd, is de energie die nodig is voor beweging van voorwerpen of personen. Deze energiesoort is in het lichaam aanwezig als je loopt, sport, maar ook als je slaapt. Kinetische energie is niet alleen belangrijk voor ons lichaam, ook veel apparaten maken hier gebruik van, het bekendste voorbeeld is de dynamo.
Stalingsenergie
Energie die door het warmtetransport straling wordt overgedragen heet stralingsenergie. Het bekendste voorbeeld is de zon.
Chemische energie
In alle voorwerpen om ons heen zit energie, namelijk chemische energie. Dit is de energie die wordt opgeslagen in moleculen. Als de moleculen kapot worden gemaakt, bijvoorbeeld door ontleden, dan zal de chemische energie vrijkomen en worden omgezet naar een andere energiesoort of opnieuw gevangen worden in moleculen. Een voorbeeld van vrijkomende energie door een chemische reactie vind je in glowsticks.
Energieomzettingen
Deze soorten energie kunnen in elkaar worden omgezet. Neem als voorbeeld de glowsticks, deze bevatten eerst chemische energie. Na het breken van het buisje in de glowstick vindt er een chemische reactie plaats, de chemische energie wordt omgezet! Het buisje begint licht te geven, er is stralingsenergie ontstaan.
De opdracht
In deze opdracht worden paragraaf 5.1 en 5.2 gecombineerd, gebruik bovenstaande informatie en de methode natuurkunde overal.
Voor minimaal één apparaat thuis ga je de volgende onderdelen uitvoeren:
- Bepaal welke energieomzetting er plaatsvindt bij het gebruiken van het apparaat.
- Teken een energiestroomdiagram van het gebruik van het apparaat.
- Geef minimaal 3 suggesties wat je zelf kan doen om zuiniger met energie om te gaan.
Opdracht 2
Betalen voor je energie
Energie is niet gratis. In 2018 is de prijs van energie per kWh gemiddeld 20 cent. De stroom zelf is maar 5 cent, de overige 15 cent bestaat uit energiebelasting en btw. Deze aantallen lijken erg weinig, maar je moet goed bedenken dat we veel energie gebruiken.
Opdracht
Reken voor het apparaat dat je bij opdracht 1 hebt gekozen uit hoeveel het gebruik van dat apparaat per jaar kost.
Denk hierbij om de volgende onderdelen:
- Hoeveel uur gebruik je het apparaat gemiddeld in een dag/week/maand/jaar? Geef aan waarom jullie deze schatting hebben gemaakt.
- Reken met de gemiddelde kosten van 1 kWh.
- Laat je berekening duidelijk zien. Het gaat niet om het antwoord, maar om de weg er naartoe!
Opdracht 3
Opwekken van energie
Energie kan op verschillende manieren worden opgewekt. De meest gebruikte manier van energie opwekken is het verbranden van fossiele brandstoffen.
Fossiele brandstoffen
Steenkool, aardolie en aardgas, dat zijn de fossiele brandstoffen. Fossiele brandstoffen worden in een lang durend proces gemaakt. Dode planten en dierenresten in de oceanen zakken naar de bodem en worden bedekt met een laag aarde. Hoe meer aarde op de resten komt te liggen, des te groter wordt de druk op deze resten. Door deze druk worden de resten omgezet in de fossiele brandstoffen. Dit proces duurt miljoenen jaren.
Energie door fossiele brandstoffen
In een elektriciteitscentrale worden de fossiele brandstoffen verbrand. De warmte die vrijkomt bij deze verbranding zorgt ervoor dat water wordt verdampt. De stoom die zo ontstaat drijft een grote turbine aan, door de beweging van de turbine wordt in de transformator elektriciteit opgewekt. De stoom wordt weer afgekoeld tot een vloeistof om opnieuw te worden gebruikt.
Werking elektriciteitscentrale
Nadelen van fossiele brandstoffen
Het verbranden van fossiele brandstoffen brengt veel nadelen met zich mee. Bij de verbranding komt niet alleen warmte vrij, de fossiele brandstoffen zijn verdwenen en nieuwe stoffen zijn ontstaan. De stoffen die bij deze verbranding ontstaan, H2O en CO2, kunnen schade aanrichten aan het milieu. De CO2 die in de lucht komt draagt bij aan het versterkte broeikaseffect.
Naast de bijdrage aan het versterkt broeikaseffect hebben de verbranding van de fossiele brandstoffen nog een groot nadeel. De fossiele brandstoffen dreigen op te raken! De vraag naar energie is in de afgelopen tientallen jaren ontzettend vergroot. Door deze grote vraag wordt er heel veel energie opgewekt, fossiele brandstoffen verbrand. Het proces om de fossiele brandstoffen te maken duurt zo lang dat ze op dreigen te raken.
Alternatieve energiebronnen
De afgelopen jaren en nog steeds proberen wetenschappers nieuwe manieren van energie opwekking te ontwikkelen. Een aantal van die energie bronnen zijn erg bekend: zonnepanelen, windmolens, kerncentrales... Het zoeken is naar de beste nieuwe energiebron.
Opdracht
Jullie worden expert over één soort hernieuwbare energiebronnen.
Kies uit de lijst hieronder een hernieuwbare energiebron. Zoek zoveel mogelijk informatie op over deze energiebron en verwerk die informatie in je eindproduct.
Let op! Elke energiebron mag maar 1 keer worden gekozen, wie het eerst komt krijgt dat onderwerp.
De volgende onderdelen moeten in het product terug te vinden zijn:
- Hoe werkt de energiebron?
- Wat zijn de voor- en nadelen van deze energiebron? (denk aan kosten, uitstoot, rendement..)
- Waarom zou dit een goede/slechte vervanger zijn van fossiele brandstoffen? Vergelijk deze met elkaar.
Keuzelijst:
- Zonnepanelen
- Zonnecollectoren
- Windmolens/windenergie
- Geothermische energie
- Waterkracht(centrale)
- Biomassa
- Biodiesel
- Biogas
- Kernenergie (kan evt. in tweeën worden gesplitst: kernsplitsing en kernfusie)
- Waterstof
- Hybride auto (is geen hernieuwbare energie, maar kan evt. ook gekozen worden)
